Autodesk Simulation – materiálové ekvivalenty (oceli)
Autodesk Simulation obsahuje knihovnu základních materiálů. V oblasti ocelí ovšem využívá pouze dvě metody označování. První je americká ASTM (American Society for Testing and Materials) a druhá …
Autodesk Simulation obsahuje knihovnu základních materiálů. V oblasti ocelí ovšem využívá pouze dvě metody označování. První je americká ASTM (American Society for Testing and Materials) a druhá je také americká AISI (American Iron and Steel Institute). Označování ocelí podle kterékoliv z těchto dvou norem se většinou na školách nevyučuje, a tudíž o nich není velké povědomí. Z tohoto hlediska je vhodné uvést některé vybrané místní ekvivalenty pro označení nejpodobnějších ocelí. Nutno říci, že k některým ocelím ani vhodný ekvivalent nelze najít. Někdy jsou totiž oceli jen podobné, nikoliv stejné. Pro porovnání proto uvádíme vždy základní materiálové charakteristiky pro Americký ekvivalent (tyto hodnoty jsou využity v knihovně materiálů Autodesk Simulation) a hodnoty pro český ekvivalent (ČSN norma) z materiálových listů. Dále nutno podotknout, že hodnoty jsou pouze orientační. Záleží na konkrétním dodavateli materiálu, který může hodnoty dále upřesnit a na technologii zpracování polotovaru.
Obr. 1 – ukázka knihovny materiálů v Autodesk Simulation
Modul pružnosti
Jeden ze základních parametrů materiálu, který určuje výslednou deformaci a napětí je modul pružnosti v tahu nebo také Youngův modul. Ten je definován jako poměr napětí a jím vyvolané deformace. Pokud se podívám na rozdíly v tomto parametru pro běžné oceli, tak zjistíme, že tento parametr se pohybuje v rozmezí od 190 – 210 GPa. To je poměrně malá změna (zhruba 10%), takže pokud nás takováto chyba ve výpočtu netrápí, tak se ani nemusíme zabývat tím, kterou ocel konkrétně využijeme.
Mez kluzu a mez pevnosti
Pokud ovšem vyžadujeme například vykreslení bezpečnosti vůči meznímu stavu pružnosti či pevnosti, tak zde je již potřeba definovat konkrétní materiál. V této části jsou totiž klíčové hodnoty mez kluzu a mez pevnosti. Ty se mohou pro různé oceli lišit velmi výrazně. Pro většinu apliakcí je klíčová mez kluzu, jelikož za mezí kluzu se vyskytující plastické deformace jsou většinou již důvodem selháním funkce.
Vybrané oceli využívané v Autodesk Simulation a jejich ekvivalenty (USA – ČSN – EU/ISO):
ASTM A36 – 11 378 – S235J2G3 (nelegovaná ocel vhodná ke svařování pro ocelové konstrukce)
| Mez kluzu (A36): 248 MPa | Modul pružnosti (A36): 200 GPa |
| Mez kluzu (11 378): 195 -235 MPa | Modul pružnosti (11 378): 206 GPa |
ASTM A572 – 11 600, 11 523 – S355J2G3 (nelegovaná konstrukční jemnozrnná ocel, 11 523 vhodná ke svařování)
| Mez kluzu (A572): 290 MPa | Modul pružnosti (A572): 200 GPa |
| Mez kluzu (11 600): 295 – 335 MPa | Modul pružnosti (11 600): 206 GPa |
| Mez kluzu (11 523): 295 – 355 MPa | Modul pružnosti (11 523): 206 GPa |
AISI 1010 – 12 010 – 2C10 (uhlíková ocel k cementování)
| Mez kluzu (AISI 1010): 305 MPa | Modul pružnosti (AISI 1010): 205 GPa |
| Mez kluzu (12 010): 205 – 325MPa | Modul pružnosti (12 010): (N/A) |
AISI 1045 – 12 050 – C45;C46 (uhlíková ocel k zušlechťování a povrchovému kalení)
| Mez kluzu (AISI 1045): 310 MPa | Modul pružnosti (AISI 1045): 205 GPa |
| Mez kluzu (12 050): 295 – 440 MPa | Modul pružnosti (12 050): 221 GPa |
AISI 6150 – 15 260 – 51CrV4; 50CrV4 (Mn-Cr-V- ocel k zušlechťování)
| Mez kluzu (AISI 6150): 615 MPa | Modul pružnosti (AISI 6150): 205 GPa |
| Mez kluzu (15 260): 590 – 1180 MPa | Modul pružnosti (15 260): (N/A) |
AISI 309 – 17 251 – X15CrNiSi 20 12 (žáruvzdorná Cr-ni-Si ocel)
| Mez kluzu (AISI 309): 207 MPa | Modul pružnosti (AISI 309): 200 GPa |
| Mez kluzu (17 251): 230 MPa | Modul pružnosti (17 251): (N/A) |
AISI 430 – 17 040 – X6Cr17; X8Cr17 KD (korozivzdorná chromová ocel)
| Mez kluzu (AISI 430): 207 MPa | Modul pružnosti (AISI 430): 200 GPa |
| Mez kluzu (17 040): 245 – 265 MPa | Modul pružnosti (17 040): (N/A) |
