Modelování progresivních materiálů v software Digimat

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27360%2F16%3A86099545" target="_blank" >RIV/61989100:27360/16:86099545 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Modelování progresivních materiálů v software Digimat

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Progressive Material Modelling Using the Digimat Software

Popis výsledku anglicky

The Digimat is a multi-scale modelling software predicting the non-linear behaviour of complex multi-phase materials and structures such as composites with a polymer, rubber or metal matrix. For the prediction of their thermo-mechanical, thermal and electrical properties, two extra scales are available - MF-Digimat and FE-Digimat. The MF-Digimat was used for a compression test simulation of the WC hard metal with different content of cobalt. The FE-Digimat was also used for a compression test simulation, but in this case the tested material was the Ni-22Al alloy after casting and directional solidification processes. The case of the WC hard metal represents a structure of a particle composite in which the WC grains are inclusions included in the cobalt matrix. The structure of the Ni-22Al alloy is the case of the fibre composite in which fibres are represented by the dendrites of the γ+γ' two-phase area and the matrix by the γ' phase. The cast state differs from the directionally solidified one in the shape and orientation of the dendrites. The structure of the Ni-22Al alloy the after casting process is full of short dendrites, the orientation of which is random. However, the alloy after directional solidification process consists of coarse dendrites with a fixed orientation. The results of the compression test simulations for both materials have confirmed the same conclusions observed in an experiment. An increasing cobalt weight fraction in the WC hard metal matrix leads to a decrease in the strength properties of the hard metal and the fixed orientation of the dendrites of the γ+γ' two-phase area supports a homogeneous stress distribution in the matrix and fibres-dendrites in the structure of the Ni-22Al alloy, which improves its strength properties.

Druh

J_x - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

CEP obor

JG - Hutnictví, kovové materiály

OECD FORD obor

—

Projekt

<a href="/cs/project/LO1203" target="_blank" >LO1203: Regionální materiálově technologické výzkumné centrum - Program udržitelnosti</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2016

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Hutnické listy

ISSN

0018-8069

e-ISSN

—

Svazek periodika

69

Číslo periodika v rámci svazku

6

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

6

Strana od-do

22-27

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—