Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelowanie własności materiałów odkształconych plastycznie
Course of study:
2017/2018
Code:
MIM-2-205-PS-n
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Processing of Alloys and Special Materials
Field of study:
Materials Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Majta Janusz (majta@metal.agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Majta Janusz (majta@metal.agh.edu.pl)
dr inż. Stefańska-Kądziela Monika (mstefans@metal.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 student posiada umiejętność oceny jakości wyrobów otrzymywanych na drodze przeróbki plastycznej IM2A_U01, IM2A_U15, IM2A_U10 Execution of laboratory classes
M_U002 student potrafi zaprojektować proces przeróbki plastycznej w celu osiągnięcia określonych własności wyrobu gotowego z uwzględnieniem rozwoju mikrostruktury IM2A_U01, IM2A_U05, IM2A_U15, IM2A_U10, IM2A_U14, IM2A_U11 Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 student posiada wiedzę na temat swobodnego poruszania się w interdyscyplinarnych problemach związanych z kontrolowaniem mechanizmów umocnienia występujących w czasie procesów odkształcania IM2A_W10, IM2A_W03, IM2A_W18, IM2A_W01, IM2A_W04, IM2A_W05 Examination
M_W002 student ma wiedzę na temat projektowania związków pomiędzy mechaniką plastycznego płynięcia, mikrostrukturą i własnościami z wykorzystaniem parametrów procesowych i materiałowych IM2A_W12, IM2A_W03, IM2A_W08, IM2A_W04 Examination
M_W003 student wie, jak samodzielnie zbudować algorytm postępowania przy modelowaniu własności mechanicznych z uwzględnieniem historii odkształcania IM2A_W09, IM2A_W03, IM2A_W04, IM2A_W05 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 student posiada umiejętność oceny jakości wyrobów otrzymywanych na drodze przeróbki plastycznej - - + - - - - - - - -
M_U002 student potrafi zaprojektować proces przeróbki plastycznej w celu osiągnięcia określonych własności wyrobu gotowego z uwzględnieniem rozwoju mikrostruktury - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 student posiada wiedzę na temat swobodnego poruszania się w interdyscyplinarnych problemach związanych z kontrolowaniem mechanizmów umocnienia występujących w czasie procesów odkształcania + - - - - - - - - - -
M_W002 student ma wiedzę na temat projektowania związków pomiędzy mechaniką plastycznego płynięcia, mikrostrukturą i własnościami z wykorzystaniem parametrów procesowych i materiałowych + - - - - - - - - - -
M_W003 student wie, jak samodzielnie zbudować algorytm postępowania przy modelowaniu własności mechanicznych z uwzględnieniem historii odkształcania + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Podział własności i ich podstawowe definicje (własności mechaniczne, własności fizyczne…). Metody modelowania i rodzaje modeli (model fizyczny, model matematyczny, model empiryczny, metoda odwrotna…). Ogólne zasady budowy modelu, model reologiczny i mikrostrukturalny.
2. Podstawowe metody wyznaczania własności mechanicznych (statyczne, dynamiczne, ocena plastyczności…). Opis matematyczny oraz interpretacja fizyczna własności mechanicznych.
3. Modelowanie jako system (wieloskalowość modelu, elementy modelu, dokładność rozwiązania). Podstawowa charakterystyka procesu modelowania w przeróbce plastycznej (zastosowanie MES w CAMD, przeróbka plastyczna na zimno, ciepło i gorąco, przeróbka cieplno-plastyczna, … ).
4. Wpływ struktury wyjściowej, składu chemicznego oraz historii odkształcania na rozwój mikrostruktury, plastyczność i własności mechaniczne. Zależności pomiędzy podstawowymi składowymi kompleksowego modelu.
5. Modelowanie rozwoju mikrostruktury (kinetyki rekrystalizacji dynamicznej, metadynamicznej, statycznej, wielkość ziarna po rekrystalizacji, rozrost ziarna w czasie nagrzewania i po rekrystalizacji). Modelowanie kinetyk przemian fazowych i procesu wydzieleniowego.
6. Wpływ procesów przeróbki plastycznej na podstawowe mechanizmy umocnienia (ocena wpływu wielkości, prędkości oraz temperatury odkształcania, rozwój struktury dyslokacyjnej, starzenie odkształceniowe…). Modelowanie podstawowych mechanizmów umocnienia oraz zasady ich sumowania (równania konstytutywne, podstawy fizyczne, modele multiplikatywne i addytywne…).
7. Specjalne metody kształtowania własności wytrzymałościowych i plastycznych (materiały nanostrukturalne, odkształcanie w zakresie przemian fazowych, stale wielofazowe, stale niskowęglowe o podwyższonej wytrzymałości, łączone procesy przeróbki plastycznej na gorąco i zimno, …). Przykłady zastosowań procesu modelowania własności mechanicznych dla wybranych
procesów przeróbki plastycznej.

Laboratory classes:

1. Stałe materiałowe i podstawowe własności mechaniczne – metody wyznaczania.
2. Wyznaczanie warunków brzegowych dla modelowania własności mechanicznych.
3. Wykorzystanie modelowania własności do oceny struktury, składu chemicznego oraz stanu odkształcenia i naprężenia .
4. Obliczenia składowych mechanizmów umocnieniowych.
5. Modelowanie własności dla różnych materiałów i procesów przeróbki plastycznej na gorąco i na zimno.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 129 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 21 h
Preparation for classes 20 h
Participation in laboratory classes 21 h
Realization of independently performed tasks 40 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Średnia ważona: 0.4*ocena z ćwiczeń + 0.6*ocena z egzaminu

Prerequisites and additional requirements:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Recommended literature and teaching resources:

1. Majta J. Odkształcanie i własności. Stale mikrostopowe. Wybrane zagadnienia. Wyd. AGH, 2008
2. Majta J., Kompleksowy model dla niobowej stali mikrostopowej odkształcanej w warunkach przeróbki plastycznej na gorąco. Wyd. AGH, Kraków, 2000, Rozprawy Monografie nr 89
3. Blicharski M., Wstęp do inżynierii materiałowej. WNT, Warszawa, 1998
4. Bednarski T., Mechanika plastycznego płynięcia w zarysie. PWN, Warszawa, 1995
5. Hosford W.F., Caddell R.M., Metal Forming, Mechanics and Metallurgy. PTR Prentice-Hall, London, 1993
6. Szücs E., Modelowanie matematyczne w fizyce i technice. WNT, Warszawa, 1977
7. Gladman T., The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels. IOM, London, 1997
8. Dobrzański L. A., Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wyd. III, WNT, Warszawa 1996.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

http://www.bpp.agh.edu.pl/
Majta J., Kompleksowy model dla niobowej stali mikrostopowej odkształcanej w warunkach przeróbki plastycznej na gorąco. Wyd. AGH, Kraków, 2000, Rozprawy Monografie nr 89
Svyetlichnyy D.S., Muszka K., Majta J., Three-dimensional frontal cellular automata modeling of the grain refinement during severe plastic deformation of microalloyed steel, Computational Materials Science, Vol. 102, p. 159-166, 2015
Svyetlichnyy D. S., Muszka K., Majta J., Three-dimensional frontal cellular automata modeling of the grain refinement during severe plastic deformation of microalloyed steel, Computional Materials Science, Vol. 102, p. 159-166, 2015.
Muszka K., Majta J., Multiscale analysis of processing-microstructure-mechanical behavior interrelationships of UFG microalloyed steels, Steel Research International, Vol. 85, p. 1128-1141, 2014.
Muszka K., Majta J., Multiscale modeling of the effect of very large strain on the microstructure evolution and ductility of microalloyed steels, Advance Structural Materials, p. 121-141, 2014.
Muszka K., Dziedzic D., Madej Ł., Majta J., Hodgson P.D., Palmiere E.J., The development of ultrafine-grained hot rolling products using advanced thermomechanical processing, Materials Science and Engineering A, Vol. 610, p. 290-296, 2014.

Additional information:

None