Несмотря на наличие обширной базы материалов в SOLIDWORKS, порой возникает ситуация, когда необходимо создать материал со свойствами, отличающимися от материалов из базы SOLIDWORKS. По умолчанию база данных материалов закрыта для редактирования пользователями. Мы подскажем, как правильно определить материал с произвольными свойствами, и какие параметры являются обязательными.
Для работы с материалами в программном обеспечении SOLIDWORKS реализован удобный функционал, позволяющий назначать материал уже при создании 3D модели детали. Эти данные в дальнейшем можно использовать практически во всех расчетных модулях. Также по умолчанию доступна обширная база материалов с физическими свойствами – металлов, сплавов, пластиков и т. д. Однако все поля свойств материалов отображаются серым цветом и недоступны для редактирования.
Если же необходимо задать свойства материала, отличающиеся от стандартных, то у пользователя есть возможность создать библиотеку своих собственных материалов. Основные операции выполняются в ветке «Настроенный пользователем материал» («Custom materials»). В контекстном меню, появляющемся после нажатия правой клавиши мыши на этом пункте, доступны опции создания новой ветки (библиотеки) – New Library и новой категории New Category. А в контекстном меню каждой категории внутри ветки доступен пункт создания нового материала New Material. Для материалов, созданных пользователем доступны для изменения все поля свойств.
Кстати, по умолчанию файл с данными пользовательских материалов хранится на диске по адресу C:\ProgramData\SolidWorks\SOLIDWORKS 2020\Настроенный пользователем материал (с учетом года установленной версии программы). Если планируется переустановка системы или работа на другом компьютере, то полезно заранее скопировать файл на внешний носитель.
Также можно создавать свою библиотеку (пункт New Library из контекстного меню) и указывать место ее хранения на диске.
Если в базе данных SOLIDWORKS есть подходящий материал, но некоторые его свойства отличаются от имеющихся у вас, проще всего создать копию материала в библиотеке пользователя. Чтобы сделать это, нажмите правую клавишу на исходном материале из библиотеки и выберите пункт «Копировать».
Затем, нажав правую клавишу на категории в ветке «Настроенный пользователем материал», выберите из контекстного меню пункт «Вставить». После этого можно будет изменить необходимые свойства пользовательского материала и переименовать его во избежание путаницы.
Если производить назначение или корректировку свойств материала в SOLIDWORKS Simulation, то можно заметить, что некоторые свойства подсвечиваются красным шрифтом. Причем для разных типов расчета это будут разные наборы свойств. Так система подсказывает пользователю, какие данные необходимо ввести в обязательном порядке для проведения расчета. Для статического расчета прочности это Модуль упругости, Коэффициент Пуассона, Массовая плотность и Предел текучести.
Модуль упругости характеризует жесткость материала – его способность сохранять форму под действием нагрузки. Для сталей эта величина будет достаточно большой – около 2·1011 Н/м2, для алюминия – около 7·1010 Н/м2, а для резин значительно меньшей – примерно 5·106 Н/м2. Это значит, что одинаковые детали из этих материалов под действием одинаковой нагрузки изменят форму по-разному. Изготовленные из стали почти не изменятся, в то время как резиновые будут значительно деформированы.
Коэффициент Пуассона характеризует изменение размера деформированной детали в направлении перпендикулярном действию нагрузки. Резиновый шнур, будучи растянут, становится значительно тоньше – этот эффект свойственен так же и другим материалам.
Чем больше Массовая плотность, тем более тяжелой будет деталь при одинаковом объеме.
Предел текучести – характеризует максимальные напряжения, после превышения которых материал перестает быть линейно-упругим, то есть одинаковые приращения нагрузки могут вызывать не одинаковые перемещения. В данном случае он нужен системе для правильного расчета коэффициента запаса.
Следует помнить, что Модуль упругости описывает поведение материала только в линейно-упругой постановке. Таким образом, для сталей минимального набора свойств будет достаточно, пока напряжения не превышают Предела текучести. А, например, для резин обычно используют более сложные модели материалов, где понятие Предел текучести не применяется, а Модуль упругости описывает поведение материала только при очень малых нагрузках.
Синим цветом в таблице свойств отмечаются данные, которые необходимы для дополнительных расчетов – например Коэффициент теплового расширения применяется для расчета деформаций под действием разности температур.
Таким образом, SOLIDWORKS предоставляет обширную базу, необходимых для расчета, данных по свойствам материалов, которую, в случае необходимости, очень просто дополнить новыми материалами.
