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朝花夕拾(3)之第二章 工程材料中的CAE分析知识

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1#
发表于 2017-3-14 12:30:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

       在学校期间,当工程制图与公差极限配合学完后,我们通常会先学习工程材料,可见其在机械行业的重要性,今天就来回顾下工程材料中的一些基本知识点,以下归纳的知识点会偏重于CAE结构分析使用(全手工打字,非复制粘贴)。
       工程材料种类很多,用途广泛,按其性能特点和用途可分为两大类:一类是结构材料,主要是利用材料的力学性能来满足结构上的需求;另一类称为功能材料,主要利用材料具有光、电、磁、热等特殊的物理性能。按材料的物质属性的特点将材料划分为金属材料、陶瓷材料和高分子材料三种基本类型。工程材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指金属材料使用某种工艺方法进行加工的难易程度。使用性能是指金属材料在正常工作条件下所表现出来的力学性能、物理性能和化学性能。
       材料的力学性能,是指材料在外力作用下表现出来的性能。其主要指标有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳、磨损、应力腐蚀和氢脆断裂等。
       强度是指在外力作用下,材料抵抗塑性变形和断裂的能力,强度指标通常通过抗拉伸试验测定,其特点与规律可以画出应力-应变曲线,如图:

       在看此图时先了解屈服强度σs,它表示材料从弹性状态过渡到塑性状态,其中s 点是这个零界点,即弹性变形转为塑料变形;超过这个点材料就要被破坏了。抗拉强度σb,它表示试样拉断前所能承受的最大应力值。
       如图所示当应力超过屈服极限σs后,随着应力增加,塑性变形逐渐增加;超过抗拉极限σb后均匀塑性变形阶段结束,试样开始产生不均匀集中塑性变形,产生缩颈,变形量迅速增大至K点而发送断裂。因此屈服极限σs常做为结构CAE分析的标准,如HypeWorks;抗拉强度σb常做为冲压模具钣金分析的标准,如AuotForm;通过结果的数值是否超出标准做为判断结构是否合理的依据。
       各名称对应的符号如图:


      在结构分析时有一重要输入参数为弹性模量,它是材料在弹性范围内的应力与应变的比值,以E表示(单位为Mpa)。弹性模量相当于试件产生100%弹性变形所需的应力。金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标,外在因素的变化(如温度、热处理等)对它的影响较小。工程中弹性模量E被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力下产生的弹性变形就越小。比如在分析时:铝合金弹性模量为70000Mpa,钢弹性模量为210000Mpa;分析结果钢就比铝合金强很多。
       最后上传一个有限元分析材质属性表,其中各种材料的都有介绍;当在设计或分析软件中没有所需的材料,都可以根据该表自行创建。








有限元分析用到的材料属性表~.xls

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jiankang0624131 + 1

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2#
发表于 2017-3-14 15:46:30 | 只看该作者
你这是在巩固自己的上课知识。

点评

基础的东西还是要反复看的。  发表于 2017-3-14 15:55
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3#
 楼主| 发表于 2017-3-14 16:25:04 | 只看该作者
求真555 发表于 2017-3-14 15:46
你这是在巩固自己的上课知识。

内容是很基础了;但最后我上传的属性表可是好东西啊,压箱底的
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4#
发表于 2017-3-14 16:55:40 | 只看该作者
我不觉得基础啊
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5#
发表于 2017-3-15 08:02:33 | 只看该作者
学习了
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6#
发表于 2017-3-15 11:39:01 | 只看该作者
谢谢楼主分享!
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7#
发表于 2017-3-15 12:03:38 | 只看该作者
基础内容
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8#
 楼主| 发表于 2017-3-15 12:11:05 | 只看该作者

有人觉得好就行,也不妄我打这么多字呢
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9#
发表于 2017-3-15 14:31:46 | 只看该作者
表不错
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10#
发表于 2017-3-16 13:02:44 | 只看该作者
赞一下楼主,基础的东西还是要学好。
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