Modelování progresivních materiálů v software Digimat

Ing. Martin Pohludka, Ph.D.¹; doc. Ing. Jitka Malcharcziková, Ph.D.¹; Ing. Tomáš Čegan, Ph.D.¹

Stáhnout článek v PDF

Cílem této práce bylo provést simulaci tlakových zkoušek dvou rozdílných materiálů pomocí software Digimat. Prvním materiálem byl karbid wolframu s různou koncentrací kobaltu, druhým slitina Ni-22Al (at. %) v litém a směrově krystalizovaném stavu. Výhodou software Digimat je, že umožňuje generovat tzv. reprezentativní elementární objem struktury daného materiálu a zobrazit v něm rozložení napětí nebo deformace na jednotlivých komponentách struktury. Na oba použité materiály lze totiž pohlížet jako na kompozity. V případě slinutého karbidu WC (provozně zvaného tvrdokovu) tvoří kobalt pojivo držící zrna WC pohromadě, v případě slitiny Ni-22Al jsou dendrity dvoufázové oblasti γ+γ´ vlákna zpevňující matrici tvořenou fází γ´. Simulace obou tlakových zkoušek byla provedena pomocí dvou rozdílných modulů. MF-Digimat, s jehož pomocí byly simulovány průběhy tlakových zkoušek tvrdokovu WC, je modul s rychlou odezvou umožňující získat inženýrské konstanty. Modul FE-Digimat, v němž byly simulovány tlakové zkoušky slitiny Ni-22Al, umožňuje generovat reprezentativní elementární objem struktury. Získané výsledky byly shodné s experimentálně pozorovanou praxí – jak rostoucí hmotnostní podíl kobaltu ve struktuře tvrdokovu WC, tak tvar a orientace dendritů dvoufázové oblasti γ+γ´ ve struktuře slitiny Ni-22Al mají pozitivní vliv na mechanické vlastnosti.

1. VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Regionální materiálově technologické výzkumné centrum, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Česká republika