应用材料

    使用 材料 对话框来生成和编辑自定义材料或库,以应用材料或设置材料的常用类型。 材料封装零件或零件实体的物理特性。 SOLIDWORKS 提供一个与 SOLIDWORKS Simulation 共享的预定义材料库。

    SOLIDWORKS 和 Simulation 材料源的属性为 Metals Handbook Desk Edition(第二版) 和 ASM International。

    应用材料

    您可将材料应用到零件、多体零件中的一个或多个实体、或者装配体中的一个或多个零件零部件。

    要应用材料:

    显示材料的快捷键菜单:

    零件 在零件文件中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料
    多体零件 在 FeatureManager 设计树中,在实体文件夹中用右键单击一个实体,然后单击材料。要影响到多个实体,请将之选择再进行右键单击。
    装配体 在 FeatureManager 设计树中,右键单击零件零部件,然后选择材料。要应用到多个零部件,请选择多个零部件再进行右键单击。

    选择一材料:

    从收藏列表中选择。
    单击编辑材料,在材料树中选取一种材质,单击应用,然后单击关闭。

    移除材料

    欲从零件移除一材料:

    在零件文件中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料 并选择移除材料

    生成自定义材料

    在生成自定义材料时,请从一个与您要生成的材料相似的现有材料开始。

    要自定义材料,请将材料复制到自定义库并更改该副本的属性:

    1. 在零件文件中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料 并选择编辑材料
    2. 在材料树中,选择要作为自定义材料基础的材料。
      1. 右键单击并选择复制或按 Ctrl + C 将材料复制到剪贴板中。
      2. 在材料树中,请在自定义库中选择一个类别。可使用自定义材料库或您所生成的库。
        您只能将自定义材料添加到自定义材料库内的类别,而不能添加到自定义材料文件夹自身。 要创建新的类别,请右键单击自定义材料,然后单击新类别
      3. 右键单击并选择粘贴或按 Ctrl + V。
      4. 还可选择重命名材料。右键单击材料并选择重新命名
    3. 编辑材料的属性,然后单击保存
    4. 还可选择单击应用将新的材料应用到当前的零件中。

    将永续性数据添加到自定义材料中

    您可通过将您的自定义材料与在默认 SOLIDWORKS 材料数据库中具有类似特性的材料联系起来,以进行自定义材料的永续性分析。 然后,使用 SOLIDWORKS 材料的 Sustainability 特征执行分析。
    如果 SOLIDWORKS 材料不具有所定义的 Sustainability,则您可以将材料复制到自定义材料文件夹以将它链接至 SOLIDWORKS 材料数据库中的材料。

    在 FeatureManager 设计树中,用右键单击材料 ,然后单击编辑材料。
    在材料对话框中,在左窗格内选取自定义材料。
    在 属性 旁的属性选项卡中,单击选择。
    在匹配 Sustainability 信息对话框中选取与您的自定义材料最相近的材料。
    只有链接到 Sustainability 数据库的材料才被列举。
    单击确定。
    链接的材料出现在 Sustainability 中。
    单击应用,然后单击关闭。

    编辑自定义材料

    在零件文档中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 并选择编辑材料。
    在材料树中,浏览到一个自定义库并选择一种自定义材料。
    编辑材料的属性,然后单击保存。
    此材料的未来应用将使用新的设置。
    此外,还可选择单击应用将新的设置指派到当前零件中。

    管理收藏材料

    管理收藏可维护材料收藏列表,在 FeatureManager 设计树中单击材料项目时便可看到此列表。通过收藏列表,您可快速应用材料而无需显示材料对话框。

    欲管理收藏:

    在零件文件中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 并选择管理收藏。
    执行操作:
    将材料添加到收藏列表。在材料树中选择材料,然后单击添加。
    从收藏列表中移除材料。在收藏列表中选择一种材料,然后单击移除。
    更改收藏列表中材料的位置。在收藏列表中选择一种材料,然后单击上或下。

    生成材料库

    材料库是包含有关每个材料的信息的数据库。 SOLIDWORKS 提供的库有:只读库、SOLIDWORKS 材料、可在其中生成自定义材料的库,以及自定义材料。 您可生成其他的库来存储自定义材料。

    欲生成库:

    在零件文件中,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 并选择编辑材料。
    在材料对话框中,右键单击材料树中的任一项目并选择新库。
    在另存为对话框中,提供一个用来存储库的文件名。
    使用一个有意义的名称。您所提供的名称会成为库的显示名称。您以后无法对其进行重新命名。
    右键单击材料树中的新库,选择新类别,然后键入类别名称。

    您现在即可从材料树的其他库中复制材料,把它们粘贴到类别中,然后进行自定义。

    材料对话框

    材料 对话框帮助您管理物理材料。 可使用预定义材料来生成自定义材料、将材料应用到零件以及管理常用类型。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的 材料 应用材料,然后选择 编辑材料

    材料对话框界面

    对话框左侧包含可用材料类型和材料树。 右侧的标签显示有关选定材料的信息。 如果添加了 SOLIDWORKS Simulation,将会显示更多选项卡。

    材料树

    材料树将材料组织到:

    • 库。 初始库为 SOLIDWORKS 材料和自定义材料。 SOLIDWORKS 材料中的材料为只读,且与 SOLIDWORKS Simulation 共享。
    • 类别,例如钢、铁、塑料。
    • 材料,例如铝青铜、黄铜及红铜。

    SOLIDWORKS 材料

    在 SOLIDWORKS 材料中右键单击一种材料并选择:

    添加到收藏 右键单击 FeatureManager 设计树中的材料便可将此材料附加到显示的收藏列表。
    复制 复制材料以便将其粘贴到自定义材料或您所创建的库中。

    还可复制类别并将其粘贴到自定义库中。
    新库 创建另外一个库以存储所复制或自定义的材料。
    按库分排 按库、类别和材料名称分排材料。默认的分排顺序。
    按类别分排 按类别分排材料,不列出库名称。
    按材料分排 按名称分排材料,不对材料分类别。

    自定义材料

    在自定义材料或您所创建的类别中,还可选择:

    重新命名 重新命名项目。
    删除 移除项目。
    上移 上移当前项目。
    下移 下移当前项目。
    剪切 删除项目并将其复制到剪贴板中。
    粘贴 粘贴已复制的项目。
    新材料 将新材料添加到类别。

    材料对话框 - 属性标签

    使用 属性 选项卡将物理特性指派给材料。 SOLIDWORKS 和 SOLIDWORKS Simulation 可使用这些属性。 当所选的材料位于自定义库中时,属性 选项卡可供编辑。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料,然后选择编辑材料

    材料属性

    模型类型 为 Simulation 算例显示材料模型。可用的材料模型取决于激活算例的类型。
    单位 为材料属性的数值设定单位。
    包括蠕变效果 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用,用于 Simulation 非线性算例。 为所选的材料模型激活蠕变效果。 该选项不适用于线性弹性正交各向异性和粘弹性材料模型。
    常量数 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用,只能用于非线性算例中的超弹性和粘弹性材料模型。 将用于分析的超弹性材料常量设定为二、四或六。 您可手动输入材料常量,或允许程序使用测试数据计算它们。

    确保您为模型选择了正确数量的材料常量。例如,如果您为超弹性材料输入了六个材料常量,但您将常量数参数设定为二,则只会有前两个材料常量用于分析中,从而生成错误的结果。
    使用曲线数据来计算材料常量 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用,只能用于非线性算例中的超弹性和粘弹性材料模型。

    选择可允许程序使用可用的测试数据计算材料常量。 您可输入最多三个数据曲线,用于: 简单张力、平面张力或纯抗剪力、以及双轴张力。

    当选择了该选项时,您在以上设定的常量数是程序所计算的材料常量数。
    参考几何体 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用,只适用于线性弹性正交各向异性材料模型。 设定参考几何体以定义正交各向异性材料属性的方向。 选择参考基准面、参考轴或坐标系。
    创建应力-应变曲线 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用,只可用于非线性弹性、塑性 - von Mises 及塑性 - Tresca 材料模型。
    类别 显示用于组织材料的类别的名称,如材料树所示。
    名称 显示所选材料的名称。它还允许您为定义的自定义材料输入名称。
    默认失败准则 可在 SOLIDWORKS Simulation 中供使用。 当在 设计检查 PropertyManager 中为准则选择 自动 时,可选取失败准则用于计算安全系数。
    说明 提供为材料输入备注的空间(最多 256 个字符)。
    为自定义材料指定参考源。
    Sustainability

    表示材料是否具有永续性数据库的链接,永续性准则在其它定义。

    对于 SOLIDWORKS 材料:

    已定义 链接到永续性数据库
    未定义 不链接到永续性数据库

    对于自定义材料,您可链接到 SOLIDWORKS 材料库中的材料以使用其永续性准则。

    材料名称 自定义材料所链接到的 SOLIDWORKS 材料
    未定义 未链接到材料
    选择 允许用户指定 SOLIDWORKS 材料库中材料的链接

    属性表

    此表列出了从出版源派生出的材料的物理属性。对于自定义材料,您可更改属性值。

    材料对话框 - 外观标签

    使用外观选项卡来将新颜色或纹理与所选材料相关联。更改外观仅影响视觉显示效果,而不会影响零件的物理属性。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料,然后选择编辑材料

    应用 材料-名称 的外观 应用选定材料的视觉和物理属性。 在消除选择时,只应用物理属性。

    清除后,除非重新选择,否则此选项对于您应用的每个附加材料都将保留清除状态。
    外观树 在选项卡的左侧,从树中选择一个外观。外观的默认预览出现在选项卡的右下方。

    当所选的材料位于自定义库中时可用。

    自定义颜色控制 指定新颜色以应用到外观。更改选定外观的主要颜色。

    • 从列表中,选择样块类型:灰暗光亮标准透明或选定在外观 PropertyManager 中定义的自定义样块。
    • 从颜色选择器中选择一新颜色。

    选项卡右上端中的样块会显示您单击应用时将使用的颜色。

    当所选的材料位于自定义库中时可用。

    使用自定义材料光学属性 使用选定颜色的光学属性。在消除选择时,使用外观的光学属性。

    材料对话框 - 剖面线标签

    使用剖面线标签来定义阵列,以便在工程图文档的剖面视图中为所选材料显示。当所选的材料位于自定义库中时,此标签可进行编辑。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 ,然后选择编辑材料。
    剖面线

    选择与材料相关联的剖面线阵列:

    无。
    实线。实心黑色填充。
    剖面线。剖面线阵列:
    从阵列中选择剖面线。
    角度。旋转剖面线。
    比例。调整剖面线的密度。

     

    材料对话框 - 自定义标签

    使用自定义标签将非标准属性添加到材料中。可使用 API 调用来检索属性。当所选的材料位于自定义库中时,此标签可进行编辑。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 ,然后选择编辑材料。

    材料对话框 - 应用程序数据标签

    使用应用程序数据标签来记录有关选定材料的注释,例如记录加工、制造或测试信息。当所选的材料位于自定义库中时,此标签可进行编辑。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 ,然后选择编辑材料。

    材料对话框 - 收藏标签

    使用收藏选项卡来管理材料收藏列表。当右键单击 FeatureManager 设计树中的材料时,会出现此列表。从列表中进行选择以应用材料。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料,然后选择编辑材料

    操作

    添加 将所选材料附加到列表末尾。
    移除 从列表中删除所选材料。
    将所选材料上移一个位置。
    将所选材料下移一个位置。

    材料对话框 - 疲劳 SN 曲线标签

    使用疲劳 SN 曲线选项卡可定义疲劳算例的 SN 曲线。SN 曲线只用于疲劳算例。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料,然后选择编辑材料

    疲劳 S-N 曲线 选项卡只在添加了 SOLIDWORKS Simulation 之后可用。

    SOLIDWORKS 材料库中的某些材料已定义了疲劳 SN 曲线。 这些材料在材料库的材料清单中是通过附加到其名称末尾的前缀 (SN) 来标识的。 SN 曲线的参考是 “Atlas of Fatigue Curves”,ASM International

    设定插值方案和数据来源。

    插值 根据 SN 曲线的循环数设定交替应力的插值方案。

    • 双对数

      循环数和交替应力的对数插值(以 10 为底)。建议此选项用于只有少量数据点稀疏分布在两条轴上的 SN 曲线,除非另有其它插值方案更适合此曲线。

    • 半对数。应力的线性插值和循环数的对数。建议将此选项用于相对于循环数的变化而言应力变化范围相对较小的 SN 曲线,除非另有其它插值方案更适合此曲线。
    • 线性。应力和循环数的线性插值。建议将此选项用于具有大量数据点的 SN 曲线,除非另有其它插值方案更适合此曲线

      SN 插值方案的范例

      在某些情况下,SN 曲线也会以方程式的形式提供,此方程式是通过与实验数据相拟合而得到的。在这种情况下,如果方程式与其中一种插值方案匹配,则可能只需定义曲线的极值作为数据点并使用正确的插值方案即可。
    定义 手工定义曲线数据。从菜单中的十条曲线中选择。
    从材料弹性模量派生 根据 ASME SN 曲线以及参考材料和激活材料的弹性模量自动派生 SN 曲线。 源 SN 将显示在 预览 区域中。

    • 基于 ASME 奥氏体钢曲线(A)
    • 基于 ASME 炭钢曲线

    SN 曲线是通过将参考 SN 曲线的每个应力值除以参考 ASME 材料的弹性模量,然后乘以当前材料的弹性模量来派生的。相关的循环数保持不变。

    定义疲劳 S-N 方程式(适用于随机振动疲劳分析) 可用于基于来自动态随机振动算例的结果的疲劳算例。

    表格数据

    列出曲线数据。仅当在框中选择定义时才能使用。

    应力比率 (R) 仅当选中选择材料源下面的自定义时才能使用。
    单位 交替应力单位。

    如果要输入值,请确保在输入值之前选择要使用的单位。
    曲线数据表 如果要手工定义曲线,则成对输入循环数和替换应力值。如果曲线是根据参考 ASME SN 曲线派生的,则会列出缩放的曲线。

    您可以使用复制和粘贴功能来填充表格。
    文件 从文件输入曲线数据。仅当选中选择材料源下面的自定义时才能使用。
    查看 在表格中显示当前数据的图表。
    删除 删除所选的数据行。仅当选中选择材料源下面的自定义时才能使用。
    要将相同 SN 曲线应用到具有不同材料的实体,在疲劳算例树中用右键单击零件 应用材料 ,然后选择将疲劳数据应用到所有实体

    S-N 曲线方程式(Basquin 方程式)

    基于线性动态 - 随机振动算例让结果,可用于疲劳算例。

    根据 S-N 曲线评估 Basquin 常量 选择让程序基于给定 S-N 曲线数据点计算 Basquin 方程式常量。

    对于高循环疲劳(循环数 N > 104),当图解使用重对数图尺时,S-N 曲线可近似处理成直线。 Basquin 方程式是 y 轴上应用的应力循环数 (S) 和 x 轴上导致失效的循环数 (N) 之间的一种幂律关系。

    Basquin 方程式只有在达到忍耐极限或疲劳极限时才有效。

    忍耐极限是不会导致疲劳失效的最大交替应力。 换句话说,如果交替应力等于或小于忍耐极限,导致失效的应力周期数会变得非常大(实际上是无穷大)。 忍耐极限通常是为零平均交替应力而定义。 又称为疲劳极限。 有些金属没有可测的忍耐极限。
    程序会考虑 Basquin 方程式的应力范围值 Sr。 它用 2 乘以 S-N 曲线的交替应力值 (Sa) 计算完全可逆的载荷 (Sr = 2*Sa)。

    S-N 疲劳曲线的 Basquin 方程式非定位:

    • N = B / (Sr) m,或
    • log (Sr) = B - m log (N)
    当您选择此选项时,曲线特定常量 (B)S-N 曲线斜率 (m) 选项将处于非活动状态。 软件使用最小平方直线拟合技术,拟合通过 S-N 数据点的直线,来计算 B 和 m 常量。 这些常数是由不同应力级别下疲劳测试试验确定的材料参数。
    单位 为应力范围 Sr 设置单位。
    考虑 S-N 曲线分界点所在的行 设置考虑用于计算 Basquin 常量的 S-N 曲线分界点。 如果您输入 0 或 1,那么所有 S-N 曲线上的数据点都将考虑通过最小平方拟合方式拟合直线。

    例如,您输入 4,S-N 曲线前 4 行数据集将考虑拟合直线并计算 Basquin 常量 B 和 m。我们建议您将疲劳忍耐极限用作分界点。 S-N 曲线在执行分界点后被视为水平线。
    曲线特定常量 (B) 为 S-N 特定常量 B 输入值(必须是正实数)。这是应力范围 Sr 一次循环的值。
    S-N 曲线 (m) 的斜率 为 S-N 曲线的斜率 m 输入值(必须是正整数)。当两个数据点(N1、S1)和(N2、S2)已知时,S-N 曲线的斜率由以下项提供:

    应用材料

    输入有关 S-N 数据源的信息。
    视图 选择以查看 S-N 曲线图标。
    Save *.dat*.csv(以逗号分隔)文件格式保存 S-N 曲线数据。

    111

    材料对话框 - 表格和曲线标签

    使用表格和曲线标签可为线性材料模型定义与温度相关的材料属性。此标签还允许您为非线性材料模型定义应力-应变曲线和伸展比率-应力曲线。

    要显示此对话框:

    打开零件,右键单击 FeatureManager 设计树中的材料 应用材料,然后选择编辑材料

    表格和曲线 选项卡只在添加了 SOLIDWORKS Simulation 之后可用。

    类型

    列出允许与温度相关的材料属性。 您可以为可用于所选材料模型的所有材料属性指定温度变化。 对于非线性算例,也可以使用其它类型,具体取决于在 属性 选项卡中选择的材料模型:

    • 对于非线性弹性、塑性 - von Mises 和塑性 - Tresca 材料模型,您可以定义应力-应变曲线。
      SOLIDWORKS 材料库中的某些材料具有应力-应变曲线,这些曲线是为非线性算例的塑性和非线性弹性模型定义的。 这些材料在列表方框中是通过附加到其名称末尾的 (SS) 来标识的。 应力应变曲线的参考为 “Atlas of Stress-Strain Curves(第二版)”,ASM International
    • 对于超弹性 Mooney Rivlin 和超弹性 Ogden 材料模型,您可以根据来自下列类型样本测试的实验数据定义伸展比率曲线(变形长度/未变形长度)与名义应力(力除以初始面积):
      • 简单张力测试
      • 平面张力或纯抗剪力
      • 双轴性张力

    表格数据

    设定温度曲线和曲线数据的单位。

    单位 设定曲线中温度(X 轴)和所选材料属性(Y 轴)所使用的单位。应变和伸展比率没有量纲。
    曲线数据表 在表中的相应位置输入曲线数据。

    您可以使用复制和粘贴功能来填充表格。
    文件 曲线数据点文件 (*.dat) 输入曲线数据。
    查看 显示材料属性随温度变化的图形。
    删除 删除所选的数据行。

    预览

    在输入曲线数据点时显示图表的图解。

    保存

    将自定义材料保存到所选的材料库文件中。

    如果输入一个值,请首先选择单位。

    • 本文由 Published on 2017年9月6日