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 |
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:
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:
- 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。
- 在材料树中,选择要作为自定义材料基础的材料。
- 编辑材料的属性,然后单击保存。
- 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。
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。
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。
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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。
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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)。 | ||||||||||
源 | 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:
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。
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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。
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。
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。 |
上 | 将所选材料上移一个位置。 |
下 | 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。
源
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。
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。
表格数据
列出曲线数据。仅当在源框中选择定义时才能使用。
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:
当您选择此选项时,曲线特定常量 (B) 和 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。
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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。
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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:
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源 | 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 | 以 *.dat 或 *.csv(以逗号分隔)文件格式保存 S-N 曲线数据。 |
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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。
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):