指定用于分析的材料

材料特性为每个仿真定义模型的每个零件的结构特性。对于任意零部件,每个仿真可能具有不同的材料集合。

在每个仿真中,可替代给定零件或部件的指定材料。替代仅会在特定仿真中发生,并不会影响部件模型,除非您将更改升级到模型。为零部件建模时,如果计划使用分析,请使用适当且已定义的材料。

替代材料指定

  1. “应力分析”选项卡 “材料”面板中,单击 “指定”
  2. 在“指定材料”对话框中的“替代材料”列中,单击将该零部件与要更改的材料相匹配的单元。在该单元的下拉列表中,单击一种替代材料。

    突出显示的零部件的所有引用均会接收材料替代。因此,如果您有螺栓的 16 个引用,并且替代了一个螺栓的材料,则此操作会导致替代所有的 16 个螺栓引用的材料。

    注: 可以在替代材料单元之间复制并粘贴材料替代。可以使用 CTRLSHIFT 键选择多个行,然后从一个选定行的下拉列表中选择材料。
  3. 替代所有必需的材料和用于计算安全系数的失效条件选择(屈服或极限强度)。

    将“安全系数”从“屈服强度”更改为“极限拉伸强度”时,系统会显示一条警告,指明 Inventor 的安全系数计算使用不同的公式,具体取决于选定的材料类型(脆性或延性)。

  4. 对任意数目的零部件重复执行覆盖操作。
  5. 单击“确定”。

修改材料或定义新材料

如果您要使用的材料在软件中未提供,则可以定义新材料或修改现有材料。若要定义新材料或修改现有材料,请参见添加新材料编辑材料

材料必须符合分析要求,例如杨氏模量、密度和屈服强度必须为非零正值。对于泊松比,值要在 0.0 到 0.5 之间。

定义或修改材料时,其中一个对话框选项是“安全系数”。

安全系数

根据使用的材料,所有对象均具有应力限制,此限制表示为材料屈服或极限强度。如果钢的屈服限制为 40,000 psi,那么大于此限制的任何应力都将造成某种形式的永久性变形。如果不希望设计因超出屈服限制而永久性变形(大多数情况),那么在这种情况下,最大允许应力就是 40,000 psi。

使用“屈服强度”时,可以计算允许的最大应力与等效应力 (von Mises) 之间的比例,以此作为安全系数。该比例必须大于 1,设计才可接受。(小于 1 表示存在某些永久性变形。)使用极限强度时,最大主应力用于确定安全系数比。

“安全系数”指定使用“屈服强度”还是“极限拉伸强度”。默认设置为“屈服强度”。该设置将影响此仿真的零部件材料。

对于延性材料

对于脆性材料

UTS = 极限拉伸强度(在材料特性中)

对于最大主应力,我们将比较 σ1σ3 值以考虑张力、折弯、扭转或剪切的特殊组合:

最大主应力 = σ1 (如果 σ3 > 0),

= σ3(如果 σ1 < 0),

= σ1- σ3(对于所有其他情况)

σ1 = 第一主应力

σ3 = 第三主应力

显示所有材料指定

  1. “应力分析”选项卡 “材质”面板 中,单击 “指定”

    在浏览器中双击“材料”父节点 ,或在该节点上单击鼠标右键,然后选择“指定材料”

    将列出替代其他材料的所有材料。例如,如果您具有“铜”零部件,且使用“钢”替代了“铜”,则会有唯一的节点对应于“钢”。“钢”节点包含使用该材料的每个零件的节点。

  2. 在“指定材料”对话框中,展开浏览器中的材料节点以查看零件模型级别 的零部件材料指定以及零部件材料替代 。如果所有材料都是定义的材料,则您可以省略材料替代。

在以下情形下,浏览器中会显示“警告”图标

删除材料替代

使用“删除材料”时,零部件将恢复为使用先前的材料。

删除多余的材料和升级材料

在浏览器中,在相应的节点上单击鼠标右键,然后单击一个选项:
删除多余的替代
在“材料”节点或子节点上单击鼠标右键。检验零部件节点的替代,并删除冗余的材料替代。用于更新每个分析
升级材料
对于每个零部件,可以将替代材料升级到零部件文件作为 CAD 编辑。
  • 在浏览器中,在零部件上单击鼠标右键,然后单击“升级材料”。

    替代单元将更新以显示“按照定义”。使用替代的其他仿真不会更新。

    具有升级材料的每个零部件都将从“材料”浏览器文件夹中删除。当节点中不存在材料时,该节点将被删除。
    注: 在“显示所有材料”处于激活状态的情况下,零部件不会从“材料”浏览器文件夹中删除。只是图标发生变化,以表明该材料不再是一种替代。