1

1. Šta čini obradni sistem ? Obradni sistem čini mašina, sa obratkom, alatima i priborom, na kojoj se realizuje potpuno upravljani proces obrade 2. Procesi obrade metala mogu se podeliti u koliko osnovnih grupa ? Procesi obrade materijala se dele u tri osnovne grupe: - obradu materijala rezanjem (machining); - obradu materijala deformisanjem (metal forming) - nekonvencionalnu obradu materijala Precesi obrade materijala deformisanjem vrše direktnu transformaciju pripremka u izradak, promenom oblika i dimenzija i (eventualano) fizičko-hemijskih svojstava materijala. Proces deformisanja može obuhvatiti više operacija (stepena, podprocesa) obrade, dok se operacija može sastojati od više sekvenci ili faza obrade. 3. Ukupan napon predstavlja ? Dejstvo spoljašnjih sila na čvrsto telo izaziva u njemu pojavu unutrašnjih (otpornih) sila čiji količnik sa jedinicom površine, kada ista teži nuli, u mehanici kontinuma predstavlja napon (stress):

limn

A

F d FtA dA

Vrednost ukupnog naponapored sile i površine zavisi od pravca normale na izabranu površinu. 4. Naponsko stanje u tačci čvrstog tela (kontinuma) definiše se ? Kako naponsko stanje u tačci kontinuma zavisi od položaja izabrane ravni, odnosno njene normale, ukupni

napon po Košiju, predstavlja skalarni proizvod : nt n T

gde je naponsko stanje u tačci čvrstog tela definisano tenzorom napona (stress tensor):

x xy xz

yx y yz

zx zy z

T

5. Koliko komponenata tenzora napona je dovoljno za definisanje naponskog stanja ? S obzirom na to da važi zakon o konjugovanosti smičućih napona ( xy yx ,naponsko stanje je definisano sa šest komponenata tenzora napona. 6. Tenzor napona se može razložiti ? Tenzor napona se može razložiti na sferni tenzor (spherical tensor) napona ( ST ) i devijator napona (stress deviator), gde je sredlji normalni napon (mean normal stres)

( D ): x xy xz

syx y yz

zx zy z

T T D

7. Sferični odnosno devijatorski deo tenzora napona ?

sT

(spherical tensor) napona ( ST )

8. Glavni normalni naponi predstavljaju ?

1 2 3 - glavni normalni naponi (principal stress), deluju u tri međusobno upravne ravni kontinuma, glavne ravni (principal plane) u kojima su smičići naponi jednaki nuli

2

9. Glavni smičući naponi predstavljaju ? Glavni smičići naponi (pricipal shear stress) deluju u parovima ravni, pod uglom od 45 i pri tome važe

relacije: 1 212 2

; 2 3

23 2

; 3 131 2

10. Efektivni normalni napon predstavlja ? Efektivni normalni napon (effective stress) predstavlja pozitivnu skalarnu veličinu, ekvivalentnu dejstvu svih

komponenata tenzora napona: 2 2 21 2 2 3 3 1

12e

11. Efektivni smičući napon predstavlja ?

Pozitivnu skalarnu velicinu, ekvivalentnu dejstvu svih komponenat renzora napona3e

e

12. Diferencijalne jednačine ravnoteže elementa deformabilne zapremine sadrže ? Kako u procesima deformisanja metala egzistiraju mala ubrzanja i inercijalne sile, diferencijalne jednačine

ravnoteže su: 0xyx xz

x y z

; 0yx y yz

x y z

; 0yx zy z

x y z

Tri jednačine ravnoteže sadrže šest nepoznatih komponentnih napona, pa su za njihovo rešavanje potrebne dodatne jednačine; problem je, dakle, tri puta statički neodređen. 13. Pojam deformacija u mehanici kontinuma predstavlja ? Pojmom deformacija (strain) u mehanici kontinuma se definišu promene međusobnih rastojanja materijalnih tačaka čvrstog tela. 14. Apsolutna deformacija predstavlja ? Apsolutna deformacija (elongation) predstavlja razliku odgovarajućih dimenzija pre i nakon deformisanja 0 1x x x 0 1y y y 0 1z z z 15. Relativna deformacija predstavlja ? Moguće je definisati pojam relativne ili jedinične deformacije (nominal strain), na primer:

0 1

0 0x

x xxx x

; 0 1

0 0y

y yyy y

; 0 1

0 0z

z zzz z

ili realtivna promena poprečnog preseka (reduction in area) : 0 1

0 0

A AAA A

16. Logaritamska deformacija predstavlja ? Najbolji pokazatelj deformacija je logaritamska deformacija (logaritmic, natural strain) biće:

0

1

0 1

1 0

ln lnz

zz

z Adzz z A

to je prirodni logaritam količnika početne i trenutne dimenzije.

Pri ravnomernom istezanju cilindrične epruvete mogu se definisati: relativno izduženje ( ), relativna promena poprečnog preseka ( ) i logaritamska deformacija ( ). Između njih postoji jednoznačna veza:

111

e

3

17. Tenzor deformacije se razlaže ? Tenzor deformacije (strain tensor ) se može razložiti na sferni tenzor deformacije sT i

devijator deformacije D

1 12 2

1 12 21 12 2

x xy xz

syx y yz

zx zy z

T T D

18. Srednja linijska deformacija ? - srednja linijska deformacija (mean linear strain) i definiše se sledećom

relacijom:1 2 3

3 3x y z

19. Glavne linijske deformacije ? Glavne linijske deformacije unutar kontinuma za datu tačku javljaju se u tri međusobno upravna glavna pravca u kojima su ugaone deformacije jednake nuli. 20. Glavne ugaone deformacije javljaju se u ravnima ? Glavne ugaone deformacije unutar kontinuma za datu tačku javljaju se u ravnima, koje su paralelne sa jednom koordinatnom ravni i koje sa ostalim koordinatnim ravnima grade uglove od 045 pri tome važe relacije: 12 1 2 ; 23 2 3 ; 31 3 1 21. Ekvivalentna deformacija ? Ekvivalentna deformacija (equivalent strain) predstavlja pozitivnu skalarnu veličinu, koja treba da zameni dejstvo svih komponenata tenzora deformacije :

2 2 21 2 2 3 3 1

23e ili ekvivalentna ugaona deformacija: 3e e

22. Konstitutivne jednačine predstavljaju ? Vezu izmedju napona i deformacija (nije jednoznacna.) Jednom naponskom stanju odgovara samo jedno deformaciono stanje, ali obrnuto ne vazi , odnosno jedno deformaciono stanje mogu da proizvedu razlicita naponska stanja. 23. Konstitutivne jednačine u oblasti plastičnog tečenja metala ?

dD d D ili u razdvojenom obliku yx z

x y z

dd d d

24. U procesima plastičnog deformisanja za prikaz naponskog stanja koristi se ? Kao i 25-odgovor 25. U procesima plastičnog deformisanja za prikaz deformacionog stanja koriste se ? - Izdvojeni delovi deformabilne zapremine. Tri strelice na elementu zapremine oznacavaju troosno (zapreminsko) naponsko i deformaciono stanje; dve strelice dvoosno (ravansko) naponsko i deformaciono stanje; jedna strelica jednoosno (linearno) naponsko stanje.

4

26. U procesima plastičnog deformisanja ukupan otpor čine:? Pri plastičnom deformisanju kontinuma ukupni otpor se sastoji od otpora plastičnog deformisanja i otpora kontaktnog trenja. Zakon najmanjeg otpora za realne uslove deformisanja, može se definisati sledećom fomulacijom (S.I.Gubkin): Ukoliko postoji mogućnost kretanja tačaka deformabilnog tela u različitim pravcima / smerovima, svaka njegova tačka se kreće u pravcu / smeru najmanjeg otpora. ili Otpor plasticnog deformisanja i otpor kontaktnog trenja. 27. Princip najkraće normale ukazuje da: ? Pomeranje bilo koje tačke deformabilnog tela u ravni, narmalnoj na pravac dejstva spoljašnje sile, ostvaruje se po najkraćoj normali ka konturi poprečnog preseka.

28. Prilikom sabijanja pravilne četvorostrane prizme, pri dovoljno velikom stepenu deformacije, možemo tvrditi da se: ? a.) Pri realnim uslovima i većim stepenima deformacije ravougaoni poprečni presek degeneriše u elipsasti, a ovaj u kružni. Za idealne uslove deformisanja, kada je koeficijent trenja nula, pomenuti princip nije u potpunosti ispunjen, jer materijal teži da zadrži početni oblik. U alatu istog tipa mogu se realizovati različite vrste plastičnog deformisanja, primer istiskivanja u zavisnosti od deformacionog otpora.

a.) b.) b.) poprecni presek degenerise u elipsasti, a on posle i kruzni. 29. Uslov konstantnosti zapremine se najtačnije izražava kao: ? Pri plastičnom deformisanju metala i legura ostvarena ukupna deformacija se sastoji od zbira plastične i elastične deformacije.Elastična deformacija nestaje nakon prestanka opterećenja. Imajući u vidu da se gustina materijalapri deformisanju praktično ne menja, uslov o postojanosti zapremine može sedefinisati na sledeći način: Zapremina deformabilnog tela pre deformisanja jednaka je zapremini tela nakon deformisanja

0 0 0 0 1 1 1 1V z y x z y x V const 30. Matematički izraz uslova konstantnosti zapremine glasi: ?

0 0 0 0 1 1 1 1V z y x z y x V const ; 1 1 1

0 0 0

z y xln +ln +ln =0z y x

; 0z y x

Pri plastičnom deformisanju algebarski zbir logaritamskih stepena deformacije, u tri međusobno uprvna pravca, jednak je nuli.Sva tri stepena deformacije ne mogu imati isti predznak. Ne može se realizovati deformisanje samo u jednom pravcu (jednoosno deformisanje ne postoji).

5

31. Brzina deformisanja i brzina deformacije predstavljaju: ? Brzina deformisanja (forming velocity) je brzina pokretnog dela alata (v), dok brzina deformacije (strain rate) ( ), predstavlja promenu stepena deformacije u jedinici vremena ili brzinu kretanja poremećaja unutar

kontinuma: /d dt

32. Brzina deformacije u datom trenutku može da se izračuna prilikom istezanja: ? Shodno navedenoj definiciji, pri ravnomernom istezanju i sabijanju cilindrične epruvete, za dati trenutak, konstantnom brzinom deformisanja , dobija se brzina deformacije:

/ 1d dh h dh vdt dt h dt h

; / 1d dl l dl v

dt dt l dt l

33. U hladnom stanju obrada materijala deformisanjem se vrši na temperaturama: ? U hladnom stanju obrada materijala deformisanjem se vrši na temperaturama do (0.2 0.3)Tt, bez zagrevanja pripremka i alata (Tt - temperatura topljenja). 34. U hladnom stanju obrada materijala deformisanjem se karakteriše: ? Za ovu vrstu obrade karakteristično je izrazito ojačavanje ( work hardening) materijala. Posledice toga su velike sile deformisanja i značajan utrošak deformacionog rada. Stepeni deformacije su relativno mali, što podrazumeva veći broj operacija obrade. 35. Obrada materijala u toplom stanju podrazumeva zagrevanje pripremka i alata na temperaturama: ? Obrada materijala u toplom stanju podrazumeva zagrevanje pripremka i alata na temperaturama većim od 0.65Tt, pri čemu je temperatura pripremka ponekad znatno viša od temperature alata. 36. U toplom stanju obrada materijala deformisanjem se karakteriše: ? Pojavom rekristalizacije,odnosno promene kristalne strukture materijala 37. Ojačavanje materijala karakteriše se: ? Ojačavanje materijala je zanemarljivo, pa se u prvoj aproksimaciji može tretirati kao idealno plastičan. Sila deformisanja je manja kao i utrošak deformacionog rada. Mogu se ostvariti veliki stepeni deformacije, a time i smanjiti broj operacija obrade. Jedna od osnovnih zakonitosti procesa obrade deformisanjem jeste ojačavanje materijala ( work hardening). To je znatno povećanje mehaničkih karakteristika (s0.2 ,sm , HB....) pri istovremenom smanjenju pokazatelja plastičnosti (em , jm , an ...). 38. Efekti ojačavanja prema temperaturi obrade ? Efekti ojačavanja vrlo su veliki pri obradi plastičnim deformisanjem u hladnom stanju odnosono vrlo mali pri obradi plastičnim deformisanjem u toplom stanju. 39. Plastično tečenje u metalima nastaje ? Kada komponente tenzora napona, odnosno ekvivalentni napon dostigne kritičnu vrednost (yield point). 40. Napon tečenja ima ? Nije konstatan, već ima promenljivu vrednost. 41. Stvarnu krivu ojačanja probom na istezanje moguće je snimiti ? Kada je ravnomerno istezanje 42. Aproksimacija krive ojačanja pri istezanju epruvete izvodi se ? Za veće stepene deformacije

6

43. Aproksimacija krive ojačanja pri obradi u hladnom stanju ? K=K+ nC ; K= nC ; K= nC a 44. Aproksimacija krive ojačanja pri obradi u toplom stanju ?

pTK= en nC

45. Uslov plastičnosti po Huber Misesu glasi ? Huber Mizesov uslov plastičnosti se definiše relacijama:za prostorno naponsko stanje:

2 2 21 2 2 3 3 1

12e

Količina potencijalne energije koja se troši za promenu oblika na granici elastičnosti pri prostornom naponskom stanju, konstantna je i jednaka količini deformacione energije promene oblika na granici tečenja pri linearnom naponskom stanju. 46. Uslov plastičnosti po Huber Misesu geometrijski predstavlja ? Huber - Mizesova hipoteza (energetski uslov); cilindar neograničene dužine u prostoru, čija je osa pod

jednakim uglovima u odnosu na koordinatne ose: 1 2 31cos = cos = cos = 3

47. Uslov plastičnosti po Tresca Sen Venanu glasi ? Tresca Sen-Venanova hipoteza (uslov najvećeg smičućeg napona). Plastično tečenje u materijalu nastaje kada najveći smičući glavni napon dostigne određenu vrednost koja zavisi od svojstva materijala i uslova deformisanja. 48. Uslov plastičnosti po Tresca Sen Venanu geometrijski predstavlja ? Predstavlja pravilnu šestostranu prizmu u prostoru, koja je upisana u Mizesov cilindar. 49. Za uslove plastičnosti po Huber Misesu i Tresca Sen Venanu potvrđeno je: ? Uslovi plastičnog tečenja (yield criterion) definišu vezu komponenata tenzora napona i napona tečenja 50. Za kruto plastični materijal dinamički reološki model predstavlja:? Model bez elastičnih deformacija i bez ojačanja (Mizesov). (Perfectly plastic rigid material ) 51. Za elastično plastični materijal sa ojačanjem dinamički reološki model predstavlja: ? Elastično plastični materijal sa ojačavanjem (Elastic plastic material with strain hardening) 52. Tangencijalni kontaktni napon, ukoliko je normalni napona na kontaktu znatno veći od deformacione čvrstoće (efekrivnog napona), izračunavamo ? Smičući napon na kontaktnim površinama proporcionalan efektivnom naponu (Zibel)

k n K max 0,5 K

53. Tangencijalni kontaktni napon, ukoliko je normalni napona na kontaktu manji od deformacione čvrstoće (efekrivnog napona), izračunavamo ?

k n - Coulomb trenje 1 2 3

e

54. Deformabilnost materijala direktno zavisi od ? Deformabilnost zavisi od dve grupe faktorakoji se tiču samog materijala i uslova obrade.

7

55. Dijagram granične deformabilnosti za zapreminsko oblikovanje ?Ona predstavlja odnos efektivne deormacije na granici deformabilnosti eg (pojava prvih vidljivih pojava narušavanja strukture) i pokazatelja naponskog stanja.= 1 idealno istezanje ; = 0 idealno uvijanje ;= -1 idealni pritisak 56. Dijagram granične deformabilnosti za oblikovanje lima ? Deformabilnost pri oblikovanju lima analizira se za dvodimenzionalno naponsko stanje preko Keeler Goodwin-ovog dijagrama. Data je zavisnost deformacija lima u dva upravna pravca u trenutku nastajanja pukotine