Software: FEM - Tutorial - 2D-Komponente - Material

Definition physikalischer Eigenschaften (Material)

Die Daten für den zu verwendenden unlegierten Vergütungsstahl C35 (Werkstoff-Nr. 10501) findet man nicht in den mitgelieferten Materialbibliotheken:

Volumenkörper > Ändern > Material öffnet den Dialog für die Zuweisung von Materialien zur aktuellen Konstruktion.
C35 nach DIN EN 10083-2 entspricht in den USA dem AISI 1035 bzw. ASTM A830.
Diese Einträge sind ebenfalls nicht in den "Fusion 360 - Materialbibliotheken" enthalten.

Wir definieren deshalb auf Basis von "Stahl", welcher standardmäßig dem CAD-Modell bereits zugeordnet ist, ein neues Material "Stahl-C35":

Hinweise:
- Die Angaben zu Material-Eigenschaften variieren in unterschiedlichen Quellen, da diese von Natur aus eine gewisse Streubreite aufweisen.
- Im Rahmen dieser Übung werden die Simulationen sowohl mit Autodesk Fusion 360 als auch mit Ansys Mechanical durchgeführt. Um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, müssen in beiden Programmen die gleichen Materialdaten verwendet werden.
- Da im Allgemeinen nicht immer exakt der benötigte Werkstoff vordefiniert ist, bietet es sich an den Umgang mit der Materialdatenbank der jeweiligen Software zu üben. Die angegebenen Parameter entsprechen denen aus der Materialbibliothek von Z88Aurora (Baustahl S235JR - Werkstoff-Nr. 10037). Dieses Programm wird in der Übung zwar nicht mehr eingesetzt, die Resultate bleiben so aber weiterhin vergleichbar.

Das Material "Stahl", welches bereits der Konstruktion zugeordnet ist, kann man über das Kontext-Menü > Bearbeiten:

Zunächst kann man hier den Namen Stahl zu Stahl C35 ergänzen.
Zum Bearbeiten wählen wir unter der Option "Erweitert" die Physischen Eigenschaften und versehen sie mit den vorgegebenen Werten, welche dem Stahl C35 entsprechen.
Wichtig: Die Werte des E-Moduls und des Schubmoduls sind über die Poissonsche Zahl miteinander verknüpft und können nicht unabhängig voneinander geändert werden:

Hinweis: Option "Erweiterte Eigenschaften" nicht aktivieren, um Probleme in den späteren Simulationen zu vermeiden!
Allen bisher erzeugten Körpern (im Beispiel nur "Körper1") wurde automatisch das Standard-Stahlmaterial der Konstruktion zugewiesen.
Änderungen von Material-Parametern in der Konstruktion werden automatisch für die zugeordneten Körpern übernommen.
Körper1 > Kontextmenü > Eigenschaften ermöglicht die Darstellung der Körper-Eigenschaften:

Leider wird der Dichtewert des Materials bei der Anzeige sehr stark gerundet, aber der exakte modifizierte Wert steht dort wirklich zur Verfügung!

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