Matériau

 

 

Liens / Vidéos :

 

 

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.

 

 

Il est possible d'utiliser des paramètres dans de nombreux champs, ce qui permet ensuite de les piloter dans un document Famille.

 

 

 

Onglet Propriétés :

 

 

  • 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.

  • Hachurage : cette option permet d'attribuer un motif de hachurage utilisateur au matériau (hachurage qui sera utilisé dans une vue en coupe d'une mise en plan par exemple).

 

 

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 l'effort de coupe et l'incrément d'effort de coupe si nécessaire.

 

 

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 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.

 

 

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
  

 

 

Onglet Apparence :

 

 

  • Options générales :

  • Echelle : cette option permet de modifier la taille de la texture à partir d'un facteur d'échelle donné.

  • Rotation : cette option permet de modifier l'orientation de la texture à partir d'un angle donné.

  • Reçoit les ombres : cette option permet de spécifier que le matériau peut recevoir les ombres.

  • Projette des ombres : cette option permet de spécifier que le matériau peut projeter des ombres.

  • Réflexion de Fresnel (uniquement pour modèle PBR): 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

  • Réflexion transparente (uniquement pour modèle PBR) : cette option permet d'indiquer si les parties totalement transparentes d'une texture doivent quand même réfléchir la lumière ou non.

- Un matériau avec des parties vitrées doit réfléchir la lumière là où c'est transparent (car il y a de la matière).

- Un matériau représentant du grillage ne réfléchit pas la lumière là où il est transparent (car il n'y a pas de matière).

  • Mappage de texture : cette option permet de définir la disposition de la texture sur la forme.

- Aucun : aucun mappage de texture.

- Hérité : le mappage utilisé est celui spécifié dans le document de définition de la texture.

- Planaire : correspond à une image plaquée sur l'objet selon une projection plane afin de minimiser les déformations de l'image. Les paramètres de cette catégorie sont semblables aux paramètres de la catégorie Axes auto.

- Axes auto : correspond à une image plaquée sur l'objet dans les 3 directions orthogonales afin de minimiser les déformations de l'image. Les paramètres de cette catégorie sont semblables aux paramètres de la catégorie Planaire.

- Cylindrique : correspond à une image enroulée sur l'objet cylindrique afin de minimiser les déformations de l'image. La largeur de l'image correspond à l'enroulement, la hauteur sera appliquée suivant la hauteur du cylindre.

- Sphérique : correspond à une image enroulée sur l'objet sphérique afin de minimiser les déformations de l'image. La largeur et la hauteur de l'image correspondent à l'enroulement sur la sphère.

- Chant : il est à privilégier dans le domaine du bois pour appliquer des textures sur les chants. Ce mappage permet de garder la même orientation le long des faces de chant. Préconisé pour les faces planes et les faces cylindriques principalement.

- Paramétrique : ce mode doit être utilisé lorsqu'on travaille avec des fichiers au format FBX avec les textures associées. TopSolid va alors utiliser le mappage définit dans le modèle FBX qui spécifie la correspondance de chacun des points de la texture sur le polyèdre.

 

 

  • Options propres au modèle Redway :

  • Texture : pour les matériaux non homogènes, vous pouvez leur associer une texture dans cette liste déroulante. Pour les matériaux homogènes, le champ texture devra rester vide. En fonction du type de texture Redway utilisé, différents réglages peuvent être proposés :

- Couleur de transparence.

- Indice de réfraction : 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

 

- Couleur diffuse : représente la couleur de base indépendamment des reflets.

- Couleur de réflexion.

 

 

  • Options propres au modèle PBR (Physical Based Rendering - Rendu Physique Réaliste) :

 

  • Ce matériau est créé à partir de plusieurs canaux (Albédo, Rugosité, Métallicité, ...) qui peuvent être définit manuellement (à partir d'une couleur ou d'une valeur) ou à l'aide d'une texture.

  • Différentes ressources Internet (AmbientCG, Adobe Substance 3D Assets, Poliigon, ...) proposent le téléchargement de matériaux PBR dans lequel on retrouve les différentes images permettant de créer les textures à utiliser dans chaque canal (il faut créer autant de textures que de mappes/images disponibles dans le matériau PBR téléchargé). Il faut également veiller à donner une largeur de texture identique pour chacune des textures d'un matériau donné.

  • Ce premier niveau de définition peut être enrichi avec l'éditeur de graphe du canal concerné.

 

  • 3 canaux fondamentaux pour définir un matériau PBR :

  • Albédo : couleur diffuse du matériau.

  • Rugosité : permet de définir le degré de rugosité/mat ou brillance/luisance. Plus la valeur est importante, plus le matériau sera mat (aucune réflexion si rugosité à 100%). Plus la valeur est faible pour le matériau sera brillant, réfléchissant.

  • Métallicité : permet de définir si le matériau est métallique (fer, cuivre, or, ...) ou diélectrique (verre, céramique, plastique, ...). Généralement la valeur sera à 100% ou 0% si le matériau est métallique ou non métallique.

Correspondance entre métallicité et rugosité

 

 

  • Canaux optionnels dans la définition d'un matériau PBR. A privilégier lorsque le matériau est créé à partir de textures suite au téléchargement de ressources Internet :

  • Normal : permet de donner du relief au matériau comme s'il s'agissait d'une géométrie réelle (irrégularité d'un cuir par exemple). En fonction des ressources Internet, il est possible que vous disposiez de 2 images pour définir la normal, une image DirectX et une image OpenGL. Dans ce cas il faut privilégier l'image OpenGL.

  • Opacité : l'opacité détermine si l'objet est transparent ou opaque. Plus la couleur est sombre et plus l'objet sera transparent.

  • Brillance de transmission : indique de combien la lumière est diffusée lorsqu'elle traverse l'interface d'un matériau transparent. A zéro, le matériau est parfaitement transparent. Quand cette valeur augmente, le matériau devient translucide.

  • Occlusion ambiante : permet de donner de l'ombrage sur certaines zones du matériau (sur les piqûres d'un cuir par exemple).

  • Diffusion de transmission : la couleur de diffusion de transmission et la longueur de diffusion de transmission vont ensemble. Ce réglage est similaire à la brillance de transmission, sauf que l'effet est volumétrique. La couleur de diffusion de transmission représente la couleur des particules à l'intérieur de matériau transparent, et la longueur de diffusion indique la distance que peut parcourir un rayon avant d'être absorbé par une particule. C'est utile pour simuler des liquides transparents (comme le vin) où la couleur est due aux particules dans le liquide et où l'épaisseur du matériau doit être prise en compte.