Matériau

 

 

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Ce document permet de définir toutes les caractéristiques d'un matériau.

 

Étapes de création / Utilisation :

 

Créez un nouveau document en cliquant sur , puis choisissez dans l'onglet Avancé.

 

  1. Le matériau est à définir dans plusieurs rubriques expliquées plus bas :

  2. Enregistrez et mettez ce document au coffre.

 

 

 

  • Pour pouvoir utiliser ce matériau avec TopSolid'FEA, il faut au minimum indiquer, la Densité, le module de Young, et le coefficient de Poisson.

  • Pour pouvoir utiliser ce matériau avec TopSolid'PlasticFlow, il faut au minimum indiquer la matière Cadmould.

 

 

Onglet usuel :

 

 

  • Désignation : saisissez la désignation du matériau. Elle peut être longue et verbeuse.

  • Catégorie : choisissez dans la liste déroulante la catégorie à laquelle appartient ce matériau (par exemple : Acier au carbone, fonte, bois, ...).

  • Référence : saisissez une référence si nécessaire.

  • Masse volumique : saisissez la masse volumique (densité) du matériau. Cette information est obligatoire pour une utilisation de ce matériau avec TopSolid'FEA.

 

 

Dans la partie haute se trouve l'apparence qui se met à jour en fonction des renseignements saisis ci-dessous:

  • choisissez le type de spécularité. Les plastiques réfléchissent la lumière sans la modifier tandis que les métaux colorent la lumière réfléchie. Le type Personnalisé permet de définir une couleur spéculaire ce qui peut par exemple être utile pour définir un miroir teinté. Pour les autres types de spécularité, la couleur spéculaire ne peut pas être changée, le dialogue est grisé.

  • choisissez la brillance spéculaire qui indique la quantité de lumière réfléchie par rapport à la lumière incidente.

  • choisissez l'étalement spéculaire qui indique l'écart de la réflexion réelle de la lumière par rapport à une réflexion parfaite. Plus la surface d’un matériau est rugueuse, plus l’étalement spéculaire est important.

Etalement 2%

Etalement 20%

 

  • choisissez le coefficient de la réflexion qui indique la quantité de lumière provenant des autres objets de la scène réfléchie par le matériau. Contrairement à la brillance spéculaire qui concerne la réflexion des lumières (éclairage primaire), le coefficient de réflexion concerne la réflexion des objets (éclairage secondaire).

  • choisissez l'angle d'étalement de la réflexion  qui indique que la lumière est réfléchie non plus dans une seule direction mais autour d’une direction moyenne avec une certaine dispersion angulaire. Pour information, hormis pour les miroirs, les matériaux réfléchissants ne réfléchissent pas la lumière de manière parfaite. L’état de surface peut donner un effet dépoli au matériau. L’angle d’étalement de la réflexion est généralement petit (quelques degrés) car au-delà d’une certaine valeur, la réflexion est suffisamment brouillée pour que l’effet ne soit plus visible (matériau diffusant).

Réflexion parfaite

Réflexion avec dispersion

  • choisissez la réflexion de Fresnel qui est un effet physique qui fait qu’un matériau diélectrique (verre, plastique) devient totalement réfléchissant pour les rayons d’incidence rasante. Ainsi, une vitre transparente lorsqu’elle est vue de face devient de plus en plus réfléchissante et de moins en moins transparente lorsqu’on la regarde de biais.

L’option réflexion de Fresnel permet de simuler cet effet pour deux types de matériaux. Lorsque le matériau est transparent avec un coefficient de réfraction, tel le verre, la réflexion de Fresnel tend à assombrir la silhouette des objets. Lorsque le matériau est opaque avec un coefficient de réflexion, la réflexion est nulle face à l’objet mais augmente jusqu’à la valeur indiquée au niveau de la silhouette de l’objet.

Sans réflexion de Fresnel

Avec réflexion de Fresnel

  • cochez si la matière Projette ou reçoit des ombres.

  • choisissez la couleur spéculaire pour définir par exemple un miroir teinté.

  • choisissez la couleur diffuse qui représente la couleur de base indépendamment des reflets.

  • Texture : choisissez une texture ou texture relief dans les listes déroulantes. Le document texture doit être ouvert. la texture est uniquement à utiliser pour les matériaux non homogènes. Pour les matériaux homogènes, les champs texture devront rester vides.

  • choisissez également le coefficient de transparence qui indique la quantité de lumière traversant le matériau.

  • choisissez l'indice de réfraction qui mesure la déviation des rayons lumineux lors de leur passage à travers un matériau transparent. Si ce champ n’est pas renseigné, le matériau ne produit pas d’effet de réfraction.

Pas de réfraction

Indice de réfraction 1.5

  • choisissez l'angle d'étalement de la réfraction si on veut obtenir un effet de translucidité. Dans ce cas, les rayons sont réfractés autour d'une direction moyenne.

Réfraction parfaite

Angle d'étalement 3°

 

 

Onglet avancé :

 

 

Saisissez les différentes duretés si nécessaire.

 

 

Saisissez les différentes informations concernant l'élasticité du matériau si nécessaire. Le module d'Young et le coefficient de Poisson doivent être renseignés pour utiliser ce matériau avec TopSolid'FEA.

 

 

Saisissez les différentes informations concernant la déformation plastique du matériau si nécessaire.

 

 

  • Saisissez le facteur de retrait du matériau si nécessaire. Ce facteur permettra de calculer en automatique le retrait lors de l'insertion de la pièce dans un document Séparation des blocs.

  • Saisissez l'information matière Cadmould pour remplir le champ Identifiant de matériau Cadmould. Cela permet de mettre en relation le matériau Topsolid avec la BD matière de Cadmould.

 

 

Les deux options Homogène et Isotrope contenus dans cette rubrique sont activées par défaut.
Le fait de décocher ces options permet d'indiquer que le matériau a un sens de fibre (comme le bois par exemple) qui pourra alors être géré dans les pièces utilisant ce matériau

 

 

Saisissez les différentes informations concernant les propriétés thermiques si nécessaire.

 

Si le matériau n'a pas de propriétés thermiques définies, on prendra celles du tableau ci dessous :

Catégorie

Conductivité

W/m °K

Chaleur spé

J/Kg K

Coef thermique

X 10e-7 %/K

Non classifié
Acier fortement allié
Alliage non classifié
Alliage de magnésium
Alliage de nickel
Alliage d'étain
Céramique
Composite
Gaz
Graphite
Isolant thermique
Liquide

Pour ces catégories, il n'y a pas de valeurs par défaut. Il faut définir les caractéristiques mécaniques et thermiques.

 
Acier au carbone

50

500

1

Acier faiblement allié

50

500

1

Acier inoxydable

26

500

1.5

Alliage d'aluminium

240

920

2.5

Alliage de cuivre

390

370

1.8

Alliage de plomb

35

120

2.9

Alliage de titane

20

580

1.3

Alliage de zinc

120

370

2.6

Alliage précieux

320

120

1.4

Béton

1.30

790

1.0

Béton armé

1.70

790

1.0

Bois

0.16

1600

3.5

Élastomère

0.22

1400

28

Élément pur

320

120

1.4

Fonte

80

500

1.1

Minéral

1

620

1.18

Polymère thermodurcissable

0.2

1500

4

Polymère thermoplastique

0.2

1200

6.8

Verre

0.055

830

0.9