Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelowanie własności materiałów odkształconych plastycznie
Course of study:
2019/2020
Code:
MIMT-2-207-s
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Majta Janusz (majta@metal.agh.edu.pl)
Module summary

Słuchacz będzie w stanie analizować oraz projektować procesy wytwarzania i eksploatacji elementów oraz materiałów konstrukcyjnych z punktu widzenia ich własności mechanicznych.

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: he can
M_U001 student posiada umiejętność oceny jakości wyrobów otrzymywanych na drodze przeróbki plastycznej IMT2A_U01, IMT2A_U04 Execution of laboratory classes
M_U002 student potrafi zaprojektować proces przeróbki plastycznej w celu osiagnięcia określonych własności wyrobu gotowego z uwzględnieniem rozwoju mikrostruktury. IMT2A_U01, IMT2A_U04 Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 student posiada wiedzę na temat swobodnego poruszania się w interdyscyplinarnych problemach związanych z kontrolowaniem mechanizmów umocnienia występujących w czasie procesów odkształcania IMT2A_W02, IMT2A_W05, IMT2A_W03, IMT2A_W01, IMT2A_W04 Examination
M_W002 student ma wiedzę na temat projektowania związków pomiędzy mechaniką plastycznego płynięcia, mikrostrukturą i własnościami z wykorzystaniem parametrów procesowych i materiałowych IMT2A_W02, IMT2A_W03 Examination
M_W003 student wie, jak samodzielnie zbudować algorytm postępowania przy modelowaniu własności mechanicznych z uwzględnieniem historii odkształcania IMT2A_W02, IMT2A_W03, IMT2A_W04 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Skills
M_U001 student posiada umiejętność oceny jakości wyrobów otrzymywanych na drodze przeróbki plastycznej - - + - - - - - - - -
M_U002 student potrafi zaprojektować proces przeróbki plastycznej w celu osiagnięcia 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 + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 128 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 h
Preparation for classes 35 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (28h):

1. Podział własności i ich podstawowe definicje (własności mechaniczne, własności fizyczne…).
2. Metody modelowania i rodzaje modeli (model fizyczny, model matematyczny, model empiryczny, metoda odwrotna…).
3. Ogólne zasady budowy modelu, model reologiczny i mikrostrukturalny.
4. Podstawowe metody wyznaczania własności mechanicznych (statyczne, dynamiczne, ocena plastyczności…). Opis matematyczny oraz interpretacja fizyczna własności mechanicznych.
5. Modelowanie jako system (wieloskalowość modelu, elementy modelu, dokładność rozwiązania).
6. Podstawowa charakterystyka procesu modelowania w przeróbce plastycznej (zastosowanie MES w CAMD, przeróbka plastyczna na zimno, ciepło i gorąco, przeróbka cieplno-plastyczna, … ).
7. Wpływ struktury wyjściowej, składu chemicznego oraz historii odkształcania na rozwój mikrostruktury, plastyczność i własności mechaniczne.
8. Zależności pomiędzy podstawowymi składowymi kompleksowego modelu.
9. Modelowanie rozwoju mikrostruktury (kinetyki rekrystalizacji dynamicznej, metadynamicznej, statycznej, wielkość ziarna po rekrystalizacji, rozrost ziarna w czasie nagrzewania i po rekrystalizacji).
10. Modelowanie kinetyk przemian fazowych i procesu wydzieleniowego.
11. Wpływ procesów przeróbki plastycznej na podstawowe mechanizmy umocnienia (ocena wpływu wielkości, prędkości oraz temperatury odkształcania, rozwój struktury dyslokacyjnej, starzenie odkształceniowe…).
12. Modelowanie podstawowych mechanizmów umocnienia oraz zasady ich sumowania (równania konstytutywne, podstawy fizyczne, modele multiplikatywne i addytywne…).
13. Składniki strukturalne a własności mechaniczne.
14. 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, …).
15. Przykłady zastosowań procesu modelowania własności mechanicznych dla wybranych procesów przeróbki plastycznej.

Laboratory classes (28h):

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.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Szczegółowe warunki zaliczenia ustala i podaje do wiadomości studentom prowadzący zajęcia na pierwszych zajęciach.
Obecność na wykładach jest zalecana.
Zaliczenie zajęć audytoryjnych może być uzyskane w terminie podstawowym oraz jednym terminie poprawkowym. Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. Podstawą zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych są kolokwia. Usprawiedliwioną nieobecność na zajęciach można odrobić z inną grupą (jeżeli jest) lub w inny sposób określony przez prowadzącego.
Podstawowym warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

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

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Obecność na zajęciach audytoryjnych jest obowiązkowa. Usprawiedliwioną nieobecność na zajęciach można odrobić z inną grupą (jeżeli jest) lub w inny sposób określony przez prowadzącego. Student, który opuścił więcej niż 2 zajęcia i są one nieusprawiedliwione jest traktowany jak student, który nie uczęszczał na zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Brak

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