朝花夕拾（3）之第二章 工程材料中的CAE分析知識

xiaobing86203

朝花夕拾（1）之機械行業知識技術大綱

朝花夕拾（2）之第一章 極限與配合 知識回顧

       在學校期間，當工程制圖與公差極限配合學完后，我們通常會先學習工程材料，可見其在機械行業的重要性，今天就來回顧下工程材料中的一些基本知識點，以下歸納的知識點會偏重于CAE結構分析使用（全手工打字，非復制粘貼）。
       工程材料種類很多，用途廣泛，按其性能特點和用途可分為兩大類：一類是結構材料，主要是利用材料的力學性能來滿足結構上的需求；另一類稱為功能材料，主要利用材料具有光、電、磁、熱等特殊的物理性能。按材料的物質屬性的特點將材料劃分為金屬材料、陶瓷材料和高分子材料三種基本類型。工程材料的性能包括工藝性能和使用性能。工藝性能是指金屬材料使用某種工藝方法進行加工的難易程度。使用性能是指金屬材料在正常工作條件下所表現出來的力學性能、物理性能和化學性能。
       材料的力學性能，是指材料在外力作用下表現出來的性能。其主要指標有強度、塑性、硬度、韌性、疲勞、磨損、應力腐蝕和氫脆斷裂等。
       強度是指在外力作用下，材料抵抗塑性變形和斷裂的能力，強度指標通常通過抗拉伸試驗測定，其特點與規律可以畫出應力-應變曲線，如圖：

       在看此圖時先了解屈服強度σs，它表示材料從彈性狀態過渡到塑性狀態，其中s 點是這個零界點，即彈性變形轉為塑料變形；超過這個點材料就要被破壞了。抗拉強度σb，它表示試樣拉斷前所能承受的最大應力值。
       如圖所示當應力超過屈服極限σs后，隨著應力增加，塑性變形逐漸增加；超過抗拉極限σb后均勻塑性變形階段結束，試樣開始產生不均勻集中塑性變形，產生縮頸，變形量迅速增大至K點而發送斷裂。因此屈服極限σs常做為結構CAE分析的標準，如HypeWorks；抗拉強度σb常做為沖壓模具鈑金分析的標準，如AuotForm；通過結果的數值是否超出標準做為判斷結構是否合理的依據。
       各名稱對應的符號如圖：


      在結構分析時有一重要輸入參數為彈性模量，它是材料在彈性范圍內的應力與應變的比值，以E表示（單位為Mpa)。彈性模量相當于試件產生100%彈性變形所需的應力。金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標，外在因素的變化（如溫度、熱處理等）對它的影響較小。工程中彈性模量E被稱為材料的剛度，表征金屬材料對彈性變形的抗力，其值越大，則在相同應力下產生的彈性變形就越小。比如在分析時：鋁合金彈性模量為70000Mpa，鋼彈性模量為210000Mpa；分析結果鋼就比鋁合金強很多。
       最后上傳一個有限元分析材質屬性表，其中各種材料的都有介紹；當在設計或分析軟件中沒有所需的材料，都可以根據該表自行創建。

求真555

你這是在鞏固自己的上課知識。

xiaobing86203

求真555 發表于 2017-3-14 15:46
你這是在鞏固自己的上課知識。

內容是很基礎了；但最后我上傳的屬性表可是好東西啊，壓箱底的

禾木工匠

我不覺得基礎啊

樹lucky2016

學習了

894628281

謝謝樓主分享！

zwr1234

基礎內容

xiaobing86203

894628281 發表于 2017-3-15 11:39
謝謝樓主分享！

有人覺得好就行，也不妄我打這么多字呢

十年磨劍

表不錯

stevenguo

贊一下樓主，基礎的東西還是要學好。