在CAE工程仿真分析中,材料的定义是非常重要的。无论是结构,流体,还是电磁,热,声学分析,对于材料的定义要求准确,且根据不同的模拟情况,达到最优的设定。今天我们就来体验一下WelSim在材料定义方面的强大功能,用户可以在很短的时间内就完成材料及其属性的定义。
打开WelSim的程序主界面后会发现,有一个关于材料的项目,同时一个结构钢(Structural Steel)的材料已经定义好了。
初始状态下的树结构窗口
如果分析的材料就只是结构钢的话,系统已经自动提供,那就不需要添加了。然而在实际的分析中,我们会遇到很多不同的材料,这个时候我们就需要添加新的材料了。鼠标右键点击材料项目或者材料节点,就可以在弹出菜单中看到添加材料(Add material)的选项了。
添加新材料菜单
当新的材料节点生成后,状态是个黄色问号,表示这个材料节点并没有定义完整,需要添加必要的属性。
未定义状态的新材料
左键双击或者右键点击带有黄色问号的材料节点,就可以编辑这个新建材料的属性了。属性编辑窗口的内容很多,显示如下:
材料属性边界窗口
有两个方法来添加材料属性,一个是从系统自带的材料库”Library”中选择,另一个是通过逐一添加属性来建立”Build”。我们先来第一种方法,直接从非线性材料”Nonlinear Material”菜单中选择非线性钛合金”Nonlinear Titanium Alloy”,左键双击或者点击导入”Import”按钮,即可从材料库中导入系统默认的属性参数,如图所示。
系统自带非线性钛合金的材料属性参数
可以看到系统定义的非线性钛合金参数还是很丰富的,不仅有常见的弹塑性属性,还有热分析和电磁分析的材料参数。看来这和WelSim的软件定位是一致的,不仅可以做复杂的固体和热分析,也可以广泛支持电磁甚至流体类的CAE仿真。这时候点击确定”OK”按钮,材料就设置完成了,同时属性编辑窗口也会关闭,自动回到图形主界面。
为了便于区分其他材料,我们给新建的材料节点重新命名,右键点击或者直接键盘F2按钮,改名为TitaniumNL,如下图所示,材料的节点的状态也从未定义变成了已确认(绿色对号)。
已确认状态的TitaniumNL材料节点
通过直接调用系统自带的材料属性是非常方便的。现在我们用第二种方法来自定义一个新材料,点击Build标识,属性编辑窗口会自动切换到属性选择界面,如图
材料属性自定义窗口
可以看到自定义属性中提供了,Basic, Linear Elastic, Hyper-elastic, Plastic, Creep, Visco-elastic, Electromagnetic 几个大类,每个大类中包含不同的属性。这里我们定义一个简单的各向同性线弹性固体材料。勾选并给定参数如下,
自定义的材料属性
点击OK即完成了新材料的设定,同时给与材料名称”myNewMat”。
给几何体赋予材料属性
仿真分析的时候,每一个几何体都是需要赋予材料的,这在WelSim中也是非常简便的。只要修改几何体的材料(Material)属性即可,如下图所示,
几何体的材料属性设置
下拉菜单中有我们刚才定义的两个材料-TitaniumNL和myNewMat,和系统自带的一个结构钢StructuralSteel。选择你所期望材料即可。
导出材料到JSON文件
好了,WelSim的材料定义就介绍完了,是不是很简便?最后,如果您想把已经定义好的材料保存或输出也是可以的,鼠标右键点击材料项目即可输出所有材料并保存为当下流行的JSON文件。
输出材料到文件
所有的材料及其属性输出成为JSON文件
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