Skip to main content
Skip header
VSB-TUO ›ECTS Information Package ›Faculty of Mechanical Engineering

Faculty of Mechanical Engineering

Theory of Metal Forming

* Exchange students do not have to consider this information when selecting suitable courses for an exchange stay.

Course Unit Code345-0503/05
Number of ECTS Credits Allocated6 ECTS credits
Type of Course Unit *Compulsory
Level of Course Unit *Second Cycle
Year of Study *First Year
Semester when the Course Unit is deliveredSummer Semester
Mode of DeliveryFace-to-face
Language of InstructionCzech
Prerequisites and Co-Requisites Course succeeds to compulsory courses of previous semester
Name of Lecturer(s)Personal IDName
C1A20prof. Ing. Radek Čada, CSc.
PAS091Ing. Martin Pastrňák, Ph.D.
Summary
The subject where first a brief summary of the physical fundamentals of plastic deformation, i.e. physical principles of plasticity, stress – plastic deformation, behavior of material under uniaxial load and then are explained by basic plasticity concepts, classical plasticity theory and ways of using plasticity conditions.
At the lectures students are acquainted with the basic concepts necessary to formulate and solve the forming problems and with the basic methods how to solve such problems. In the exercises, the behavior of the material during plastic deformation is numerically modeled and basic forming operations are solved by the discussed methods of analysis. At the end of the course students should be able to apply the theory of plasticity to computational methods in forming.
Learning Outcomes of the Course Unit
Students will be able to:
• clarify the physical principles of plasticity,
• explain and interpret the basic concepts of plasticity,
• explain the relationship of stress – plastic deformation.
They will get:
• an overview of classical plasticity theories,
• information on material behavior under uniaxial load.
They will be able to:
• apply plasticity conditions,
• apply plasticity theories to computational methods in forming.
Course Contents
1 Physical fundamentals of plastic deformation.
2 Stress, deformation.
3 Intensity of stress and strain. Resistance to deformation.
4 SVT and HMH plasticity conditions. Plasticity conditions for materials dependent on hydrostatic pressure.
5 Plasticity conditions for anisotropic materials. Baushinger effect. Models of hardening.
6 Convexity of plasticity surface, Drucker postulate of stability.
7 Strain-strain relations, strain theory, incremental theories, vasclastic flow theory.
8 Work of internal forces, work of external frictional forces. Extremal principles.
9 The role of forming. Methods of solution. Method of deformation work. Method of thin slices.
10 Sliding line method, initial assumptions and solution diagram.
11 Experimentally numerical solution of deformation problem, Visioplast method.
12 Upper limit method, solution diagram.
13 Variational methods, solution scheme, Ritz method.
14 Finite element method, solution diagram.
Recommended or Required Reading
Required Reading:
[1] HOSFORD. W. F. and CADDELL. R. M. Metal Forming: Mechanics and Metallurgy. 4th ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2011. 331 s. ISBN 978-1-107-00452-8. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 271187, čárový kód: 3174225137, lokace: volný výběr.
[2] MIELNIK, E. M. Metalworking Science and Engineering. United States of America, New York: McGraw-Hill, Inc., 1991. 976 s. ISBN 0-07-041904-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 241568, čárový kód: 3174006766 a 3174128024, lokace: volný výběr.
[1] PETRUŽELKA, J. a HRUBÝ, J. Teorie tváření. Ostrava: VŠB – TU Ostrava. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[2] PETRUŽELKA, J. Teorie tváření I. Ostrava: VŠB – TU Ostrava. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[3] PETRUŽELKA, J. Teorie tváření II. Ostrava: VŠB – TU Ostrava. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[4] PETRUŽELKA, J. Teorie tváření III. Ostrava: VŠB – TU Ostrava. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[5] PETRUŽELKA, J. Teorie tváření: přílohy. Ostrava: VŠB – TU Ostrava. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[6] PETRUŽELKA, J. a HRUBÝ, J. Výpočetní metody ve tváření. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2000, 174 s., [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu).
[7] ČADA, R. Tvářitelnost materiálů a nekonvenční metody tváření: Plošná tvářitelnost: návody do cvičení: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2002. 148 s. ISBN 80-248-0019-5
[8] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14B: Metalworking: Sheet Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2006. 924 s. ISBN 0-87170-710-1. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174218354, lokace: volný výběr.
Recommended Reading:
[1] CHEN, Wai-Fah a SALEEB, Atef F. Constitutive Equations for Engineering Materials: Vol. 1: Elasticity and Modeling. 2nd rev. ed. Amsterdam: Elsevier, 1994. ISBN 0-444-88408-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 250148, čárový kód: 3174027895, lokace: sklad knih.
[2] CHEN, Wai-Fah. MCCARRON, W. O. and YAMAGUCHI, E. Constitutive Equations for Engineering Materials: Vol. 2: Plasticity and Modeling. Amsterdam: Elsevier, 1994. ISBN 0-444-88408-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 250148, čárový kód: 3174027896, lokace: sklad knih.
[3] HOSFORD, W. F. Mechanical Behavior of Materials. 1. ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2005. 425 s. ISBN 0-521-84670-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263130, čárový kód: 3174138479, lokace: 345/Katedra mechanické technologie – deponát (nelze rezervovat).
[4] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14A: Metalworking: Bulk Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2005. 888 s. ISBN 0-87170-708-X. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174138355, lokace: ÚK/FBI.
[5] HOSFORD, W. F. Materials for Engineers. 1. ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2008. 278 s. ISBN 978-0-521-89997-0. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 271672, čárový kód: 3174204768, lokace: 9330/Centrum pokročilých inovačních technologií – deponát (nelze vypůjčit).
[6] HOSFORD, W. F. Physical Metallurgy. 2nd ed. United States of America, Boca Raton: CRC Press, 2010. 423 s. ISBN 978-1-4398-1360-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 277881, čárový kód: 3174224669, lokace: volný výběr.
[7] HOULDCROFT, P and JOHN, R. Welding and Cutting: A Guide to Fusion Welding and Associated Cutting Processes. Velká Británie, Cambridge: Woodhead Publishing, 2001. 232 s. ISBN 1-85573-578-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 269510, čárový kód: 3174191604, lokace: volný výběr.
[8] LUNDH, H. Sheet Steel Forming Handbook: Size Shearing and Plastic Forming. 1st ed. Swedwn, Borlänge: SSAB Tunnplat AB, 1998, 1 sv. (různé stránkování). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 255906, čárový kód: 3174084553, lokace: volný výběr.
[9] IŽDINSKÁ, Z. Metal Casting. 1. vyd. Slovenská republika, Bratislava: Slovenská technická univerzita, 2007. 112 s. ISBN 978-80-227-2660-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 266900, čárový kód: 3174180262 a 3174180263, lokace: volný výběr.
[10] IRWING, W. Continuous Casting of Steel. Velká Británie, London: Institute of Materials, 1993. 207 s. ISBN 0-901716-53-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 245498, čárový kód: 3174000204, lokace: sklad knih.
[11] NAUJOKS, W. and FABEL, D. C. Forging Handbook. United States of America, Cleveland: American Society for Metals, 1939, 630 s., [1] složená příloha. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 74755, čárový kód: 3174065938 a 3174066755, lokace: sklad knih.
[12] ARSENAULT, R. Plastic Deformation of Materials. United States of America, New York: Academic Press, 1975. 504 s. ISBN 0-12-341806-2. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 133003, čárový kód: 3174057940, lokace: sklad knih.
[13] HEARN, E. Mechanics of Materials: An Introduction to the Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Components. 2nd ed. Oxford: Pergamon Press, 1985. 913 s. ISBN 0-08-030529-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 205280, čárový kód: 3174045739, lokace: sklad knih.
[14] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14: Forming and Forging. United States of America, Materials Park: ASM International, 1988. 978 s. ISBN 0-87170-020-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 251662, čárový kód: 3174043555, lokace: volný výběr (nelze objednat).
[15] GUY, A. G., BEVER, M., HENCH, L. L. and PETERLIN, A. Introduction to Materials Science. United States of America, New York: McGraw-Hill, 1971, 604 s. ISBN 07-025310-2. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 115028, čárový kód: 3174199721, lokace: sklad knih.
[16] DIETER, G. E. (volume editor) ASM Handbook: Volume 20: Materials Selection and Design: Handbook of Workability and Process Design. United States of America, Materials Park: ASM International, 1997. ISBN 0-87170-386-6.
[17] WAGONER, R. H. and CHENOT, Jean-Loup Fundamentals of Metal Forming. United States of America, New York: Wiley, 1997. 389 s. ISBN 0-471-57004-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 261827, čárový kód: 3174251522, lokace: volný výběr.
[18] ALTAN, Taylan, OH, Soo Ik and GEGEL, Harold L. Metal Forming: Fundamentals and Applications. United States of America, Metals Park: American Society for Metals, 1983. 353 s. ISBN 0-87170-167-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 211184, čárový kód: 3174057937, lokace: sklad knih.
[19] SHAW, Milton Clayton. Metal Cutting Principles. 2nd ed. United States of America, New York: Oxford University Press, 2005. 651 s. ISBN 0-19-514206-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 269609, čárový kód: 3174191812, lokace: volný výběr.
[20] ELENEV, S. A. Pressworking. 1. ed. Moskva: Mir, 1983. 232 s. (bez ISBN). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 195204, čárový kód: 3174193094, lokace: sklad knih.
[21] Modern Metal Cutting: A Practical Handbook. 1st English ed. Sandviken: Sandvik Coromant, 1994, 1 sv. (různé stránkování). ISBN 91-972299-0-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 245228, čárový kód: 3174064041, lokace: sklad knih.
[22] Techniques of Pressworking Sheet-metal: An Engineering Approach to Die Design. 1974. ISBN 0-13900696-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 113199, čárový kód: 3174240456, lokace: sklad knih.
[23] Metal Forming: The Application of Limit Analysis. 1980. ISBN 0-8247-6847-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 167954, čárový kód: 3174242091, lokace: sklad knih.
[1] KULIŠ, Z. a MATOULEK, J. Inženýrská aplikace teorie plasticity. Praha: Dům techniky Praha, 1976. 144 s. (bez ISBN). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 111056, čárový kód: 3174112772, lokace: sklad knih.
[2] NIKEL, Z. Teorie tváření: Díl 1: skriptum. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TUO, 1990. 172 s. (bez ISBN). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 194965, čárový kód: 3174094002, lokace: sklad knih.
[3] NIKEL, Z. Teorie tváření: Díl 2: skriptum. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TUO, 1990. 88 s. (bez ISBN). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 194965, čárový kód: 3174094003, lokace: sklad knih.
[4] ELFMARK, J. Tváření kovových materiálů: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB-TUO, 1990. 249 s. ISBN 80-7078-042-8. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 237222, čárový kód: 3174015764–76, lokace: sklad knih.
[5] HRUBÝ, J. Tváření kovů – analýza procesů. Ostrava: VŠB-TUO, 2008, 52 s., [online]. URL: (aktuální verze předmětu)
[6] HOSFORD, W. F. Mechanical Behavior of Materials. 1. ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2005. 425 s. ISBN 0-521-84670-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263130, čárový kód: 3174138479, lokace: 345/Katedra mechanické technologie – deponát (nelze rezervovat).
[7] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14B: Metalworking: Sheet Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2006. 924 s. ISBN 0-87170-710-1. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174218354, lokace: volný výběr.
[8] ČSN 01 6910 Úprava písemností zpracovaných textovými editory. Praha: Český normalizační institut, 2007. 48 s.
[9] ČSN ISO 2145 (01 0184) Dokumentace: Číslování oddílů a pododdílů psaných dokumentů. Praha: Český normalizační institut, 1997. 6 s.
[10] ČSN ISO 7144 (01 0161) Dokumentace: Formální úprava disertací a podobných dokumentů. Praha: Český normalizační institut, 1997. 24 s.
[11] ČSN ISO 80000-1 (01 1300) Veličiny a jednotky – Část 1: Obecně. Praha: Český normalizační institut, 1994. 60 s.
[12] ČSN ISO 690 (01 0197) Informace a dokumentace: Pravidla pro bibliografické odkazy a citace informačních zdrojů. Praha: Český normalizační institut, 2011. 40 s.
[13] ČSN ISO 214 (01 0148). Dokumentace: Abstrakty pro publikace a dokumentaci. Praha: Český normalizační institut, 2001. 16 s.
Planned learning activities and teaching methods
Lectures, Tutorials
Assesment methods and criteria
Task TitleTask TypeMaximum Number of Points
(Act. for Subtasks)		Minimum Number of Points for Task Passing
Credit and ExaminationCredit and Examination100 (100)51
        CreditCredit30 (30)18
                ProjectProject30 18
        ExaminationExamination70 33