如何设置 Q345 为默认材料并添加其他自定义材料

如果想将该材料作为固体分析或者流体分析的默认材料，返回默认界面：在菜单栏中找到材料源Engineering Deta Source（或者在空白处单击右键），点击Exit。

右键单击要设置为默认的材料 - 模型的默认固体材料

设置为默认材质

通过以上设置，Q345 成为我们的默认材料。如果您需要添加其他自定义材料，只需进入工程详细信息源界面并

勾选我们自定义材质源后面的框，进入编辑模式。在Outline窗口的空白处右键-Refresh From Linked Source，刷新链接数据。Outline窗口中会出现一个click here to add a newmaterial列，按照上面的步骤添加材质即可。

编辑和刷新素材库

单击“添加材料”

3 扩展知识 3.1 材料力学基本概念

应力是物体在受到外力作用下，内部产生的内力与物体横截面积的比值，表达式为：σ=F/A，单位：Pa，常用MPa。

应变是伸长率或压缩率，用物体在外力作用下的伸长量ΔL与原长度L的比值来表示。公式为ε=ΔL/L0。它没有单位，通常以百分比表示。

泊松率是指材料受到单向拉伸或压缩时，横向法应变与轴向法应变之比的绝对值，记为v=-ε1/ε2，无单位。金属材料的泊松比在0.3左右。

弹性模量——又称杨氏模量，是弹性材料最重要、最特征性的力学性能之一，是物体发生弹性变形难易程度的表征，用E表示。其定义为材料在受力状态下，应力与应变之比，表示为：E=σ/ε，单位：Pa，通常为GPa。

剪切模量-剪切变形过程中的模量称为剪切模量，用G表示。对于各向同性材料，G=E/[2(1+v)]。

常见物质的物理性质

3.2 不同物理量对计算结果的影响

上面提到：对于线性静力学分析，杨氏模量和泊松比是必需的，那么杨氏模量和泊松比对计算结果有何影响？

由于应力是内力与截面面积的比值，所以应力不受弹性模量的影响。当外力仅作用于拉力或压缩力时，构件内部只存在拉应力或压应力，不受泊松比的影响。当构件内部存在剪力、弯矩或扭矩时，不同的泊松比会对 von Mises 等效应力结果产生轻微影响，但可以忽略不计。

由于变形（位移）ΔL=L0*ε=L0*σ/E，变形受杨氏模量影响，杨氏模量越大，变形越小。另外，不同的泊松比会影响横向位移结果，从而影响组合位移结果。

3.3 材料在拉伸状态下的力学性能

常见钢材在拉伸过程中的应力-应变曲线如下图所示，对于T10A等无明显屈服阶段的材料，一般以产生0.2%塑性应变时的应力作为公称屈服极限，以σ0.2表示。

塑料材料：断裂伸长率大于5%的材料，例如钢、铝合金、黄铜等。

脆性材料：试样拉开时的伸长率≤5%的材料，如灰铸铁、玻璃、陶瓷等。脆性材料没有屈服强度，在拉开时达到其极限强度。

常见材料在拉伸过程中的力学性能

3.4 塑料材料的屈服标准

材料力学研究中有四种强度理论，对于脆性材料常用最大拉应力和最大拉应变理论，对于塑性材料常用最大剪应力和应变能量密度理论（Von Miss 屈服理论）。在有限元分析中，常用的是 Von Miss 屈服理论。当材料所受的应力大于 Von Miss 等效应力时，材料就会发生屈服。

3.5 Workbench 中的非线性材料设置

如果部件的应力小于Von Miss等效应力，可以使用默认的线性材料，应力-应变曲线如下图所示。

应力-应变图

但当需要使用非线性材料时，需要进行相应的材料设置，下面以塑性材料Q235的设置为例。

在材料库中添加新材料，命名为Q235，添加物理属性-密度和线性弹性-各向同性弹性属性并进行设置。

展开工具箱中的“可塑性”选项卡。下表解释了每个选项。

可塑性列表

每个选项的描述

本例中我们采用双线性各向同性强化，屈服强度设置为235MPa，切线模量为屈服极限与强度极限的斜率，通过网上查到Q235的切线模量为6100MPa，如下图所示。

双线性材料设置

综上所述：

素材库的更多应用还有待大家去开发和探索，由于本人水平有限，文章中难免有疏漏之处，还请大家多多批评指正！