simufact自定义新材料的方式

前所使用仿真软件多为国外软件。软件内置的材料数据库大多数都是国外标准，我们时常遇到材料数据库中没有实际加工所需材料。这时需要我们自己导入新的材料数据。一般来说，大多数软件均可由用户自定义材料数据。方式大同小异。首先我们要通过实验得出所需要的材料参数，以 simufact.forming软件举例主要分为两个部分:(1)
热物性参数：
泊松比，固定值，金属材料一般为0.3
密度，一般为固定值
导热率(thermal&conductivity)，随温度变化，Thermal为simufact.forming界面中代表单词，conductivity为simufact.formingGP界面中代表单词
比热容(specific heat)，随温度变化
热膨胀系数(Coefficient of thermal&Thermal expansion)，随温度变化，Coefficient of thermal为simufact.forming界面中代表单词，Thermal expansion为simufact.formingGP界面中代表单词
(2)
应力—应变数据：应力一般为随温度、应变速率和应变变化。
以上参数均可通过实验手段获得，这里对如何做实验不再详述。下面来介绍simufact软件中如何新建材料。在simufact软件中我们可以通过多种方式新建材料。
simufact.forming(windows)界面新建材料方式一
新建工艺仿真
打开simufact.forming软件。创建新的工艺仿真：
(1)在软件界面点击File，点击下拉菜单中的New Project
(2)快捷键Ctrl+N
(3)点击新建图标
点击OK确认，弹出初始化界面。
2.2 新建材料
（1）
单击Insert或者在对象储备区点击鼠标右键，依次选择Model—Material—Manual；
（2）在弹出的自定义材料对话框中，我们可以输入杨氏模量，泊松比，密度，导热率(thermal Conductivity)，比热容(specific heat capacity)，这里我们可以输入材料的Elastic属性，比热容和热导率是材料内在属性，我们在做热力耦合模拟时需要用到这两个参数，这里定义为常量。如果需要定义为随温度变化的变量，见下文。如图1所示；

图 1 新建材料 Elastic 属性对话框
（3） 使用鼠标左键点击Plastic属性标签，在冷锻中，大多数金属的流动应力和应变随应变速率变化可以忽略不计。而加工硬化是最重要的。在热锻中，特别是在再结晶温度以上时，应变速率对流动应力和应变的影响越来越重要。在Plastic选项卡上，我们首先要选择材料的类型，这里提供四种选择，右侧显示对应的公式，如图2所示，相关参数如图2所示。如果需要输入应力随应变、温度、应变速率变化的曲线，选中Dependent on heat，然后点击Open Table。各参数的物理意义对应右侧公式。同理，在Damage选项卡里面可以输入材料的损伤模型相关参数。
•最小屈服应力
•应力
•应变硬化指数

图 2 Plastic 属性对话框
详细可以参考
3 Simufact.forming(windows)界面新建材料方式二
通过方式一，我们可以看到，Elastic选项卡中只能输入固定值，如果我们想在simufact.forming(windows界面)新建材料，并且Elastic选项卡中我们想输入随温度变化的参数。我们可以通过修改材料文件来实现。
软件安装完成后，windows界面中材料文件在Program Files\simufact\forming\10.0\sfForming\MasterLibrary\Material目录下。这里我们以该目录下Steel目录中DIN_1.0303(T=20-500C).sf材料文件为例，通过记事本打开该文件。如图3所示，我们可以发现，在改文件中，ThermalCoefficient、YoungModulus、HeatCapacity、ThermalConductivity均是和温度相关的变量。输入数据格式请参考软件源文件格式。
最下面应力应变参数则和温度及应变速率相关。

图3 材料数据库材料格式

我们可以在simufact.forming软件中打开，从材料数据库中导入DIN_1.0303(T=20-500C)材料，我们可以发现，Elastic选项卡中项目均为变量。如图4所示。

图4 DIN_1.0303材料Elastic选项卡

4 Simufact.formingGP(Marc)界面新建材料方式一
打开simufact.formingGP界面，首先选择工作类型Select job-type，假设我们选择3d analysis-coupled。在弹出的初始界面点击material properties。点击new新建材料。如图5所示。

图5 新建材料步骤

点击下方general、structural、thermal分别进入材料自定义详细设定，分别弹出界面如下。如图6所示

图6 详细菜单

详细可参考软件自带帮助文档simufact\forming\10.0\doc\sfFormingGP文件夹下面sfmarc_command_reference.pdf文档CHAPTER 6Material Properties所述。这里不一步一步讲解如何导入新的材料参数。
5 Simufact.formingGP(Marc)界面新建材料方式二
同理，我们也可以通过直接修改材料数据文件来定义新材料。Simufact软件安装完成后，marc界面中材料文件在
\simufact\forming\10.0\sfFormingGP\materials和\sfMarc\AF_flowmat目录下。材料文件均可用记事本打开，输入格式请参考软件自带材料数据文件格式。
6 使用simufact软件提供的基于Jmatpro开发的额外材料数据库MatILDa建立新材料
1、将热拉伸或压缩应力应变数据在excel中按照如下格式处理。并保存为.csv格式文件。
请注意应力应变曲线的正确性，否则不能用于有限元仿真。一般实验做出的曲线不能直接使用，需要对相关数据点进行删除才能用于有限元仿真。

2、打开MatILDa软件。弹出提示框“没有选择材料，是否使用所有材料组”，点击是或者否均可。

3、在新弹出的界面中点击下方的New新建材料。

4 、点击上方菜单栏，导入新的应力应变曲线，选择从文件读取。

5、在新弹出的对话框中点击open，选择之前按照规则编辑的.csv文件。
6、读取完毕后，在新弹出的对话框中点击save保存。然后点击return返回

7、在主界面可以点击chart查看应力应变曲线。


8、点击菜单栏如下菜单，在弹出的界面输入相应的物理数据，如泊松比、密度、热传导系数等。然后点击 save 保存。


9、返回主界面设置材料名称等参数，保存材料。
10、打开simufact.forming软件，选择从matilda导入材料数据。

11、选择之前所保存的材料，点击load。