Solidworks как изменить материал детали

Диалоговое окно Материал предназначено для управления физическими материалами. Пользователь может работать с предварительно определенными материалами, создавать собственные, применять материалы к деталям и управлять списком часто используемых материалов.

Несмотря на наличие обширной базы материалов в SOLIDWORKS, порой возникает ситуация, когда  необходимо создать материал со свойствами, отличающимися от материалов из базы SOLIDWORKS. По умолчанию база данных материалов закрыта для редактирования пользователями. Мы подскажем, как правильно определить материал с произвольными свойствами, и какие параметры являются обязательными.

Для работы с материалами в программном обеспечении SOLIDWORKS реализован удобный функционал, позволяющий назначать материал уже при создании 3D модели детали. Эти данные в дальнейшем можно использовать практически во всех расчетных модулях. Также по умолчанию доступна обширная база материалов с физическими свойствами – металлов, сплавов, пластиков и т. д. Однако все поля свойств материалов отображаются серым цветом и недоступны для редактирования.

Если же необходимо задать свойства материала, отличающиеся от стандартных, то у пользователя есть возможность создать библиотеку своих собственных материалов. Основные операции выполняются в ветке «Настроенный пользователем материал» («Custom materials»). В контекстном меню, появляющемся после нажатия правой клавиши мыши на этом пункте, доступны опции создания новой ветки (библиотеки) – New Library и новой категории New Category. А в контекстном меню каждой категории внутри ветки доступен пункт создания нового материала New Material. Для материалов, созданных пользователем доступны для изменения все поля свойств.

Кстати, по умолчанию файл с данными пользовательских материалов хранится на диске по адресу C:ProgramDataSolidWorksSOLIDWORKS 2020Настроенный пользователем материал (с учетом года установленной версии программы). Если планируется переустановка системы или работа на другом компьютере, то полезно заранее скопировать файл на внешний носитель.

Также можно создавать свою библиотеку (пункт New Library из контекстного меню) и указывать место ее хранения на диске.

Если в базе данных SOLIDWORKS есть подходящий материал, но некоторые его свойства отличаются от имеющихся у вас, проще всего создать копию материала в библиотеке пользователя. Чтобы сделать это, нажмите правую клавишу на исходном материале из библиотеки и выберите пункт «Копировать».

Затем, нажав правую клавишу на категории в ветке «Настроенный пользователем материал», выберите из контекстного меню пункт «Вставить». После этого можно будет изменить необходимые свойства пользовательского материала и переименовать его во избежание путаницы.

Если производить назначение или корректировку свойств материала в SOLIDWORKS Simulation, то можно заметить, что некоторые свойства подсвечиваются красным шрифтом. Причем для разных типов расчета это будут разные наборы свойств. Так система подсказывает пользователю, какие данные необходимо ввести в обязательном порядке для проведения расчета. Для статического расчета прочности это Модуль упругости, Коэффициент Пуассона, Массовая плотность и Предел текучести.

Модуль упругости характеризует жесткость материала – его способность сохранять форму под действием нагрузки. Для сталей эта величина будет достаточно большой – около 2·10¹¹ Н/м², для алюминия – около 7·10¹⁰ Н/м², а для резин значительно меньшей – примерно 5·10⁶ Н/м². Это значит, что одинаковые детали из этих материалов под действием одинаковой нагрузки изменят форму по-разному. Изготовленные из стали почти не изменятся, в то время как резиновые будут значительно деформированы.

Коэффициент Пуассона характеризует изменение размера деформированной детали в направлении перпендикулярном действию нагрузки. Резиновый шнур, будучи растянут, становится значительно тоньше – этот эффект свойственен так же и другим материалам.

Чем больше Массовая плотность, тем более тяжелой будет деталь при одинаковом объеме.

Предел текучести – характеризует максимальные напряжения, после превышения которых материал перестает быть линейно-упругим, то есть одинаковые приращения нагрузки могут вызывать не одинаковые перемещения. В данном случае он нужен системе для правильного расчета коэффициента запаса.

Следует помнить, что Модуль упругости описывает поведение материала только в линейно-упругой постановке. Таким образом, для сталей минимального набора свойств будет достаточно, пока напряжения не превышают Предела текучести. А, например, для резин обычно используют более сложные модели материалов, где понятие Предел текучести не применяется, а Модуль упругости описывает поведение материала только при очень малых нагрузках.

Синим цветом в таблице свойств отмечаются данные, которые необходимы для дополнительных расчетов – например Коэффициент теплового расширения применяется для расчета деформаций под действием разности температур.

Таким образом, SOLIDWORKS предоставляет обширную базу, необходимых для расчета, данных по свойствам материалов, которую, в случае необходимости, очень просто дополнить новыми материалами.

Иван Берендеев,
директор по перспективным разработкам компании APPIUS. Руководит разработкой PLM-компонентов, которые в автоматическом режиме формируют конструктивную электронную структуру изделия в системе APPIUS-PLM

На свете вообще много чего не полагается, что допускается.
Главное, попытаться сделать то, чего делать нельзя.
Ярослав Гашек. Похождения бравого солдата Швейка

Сядьте поудобнее, и давайте представим, что все мы очень любим читать технические статьи. Я хочу рассмотреть такой, на первый взгляд, малозначимый вопрос о том, как подготовить атрибутивную информацию в трехмерной модели, чтобы затем на ее основе построить корректную структуру изделия для передачи в ERP­систему. В качестве CAD­системы возьму SolidWorks — просто потому, что я так хочу, и потому, что она широко распространена. Не буду здесь касаться инструментов моделирования SolidWorks, ограничусь лишь рассмотрением работы со структурой изделия, материалами и свойствами моделей.

Надо сказать, что при наличии довольно мощных инструментов проектирования рассматриваемая CAD­система допускает существенные вольности в части работы с атрибутивной информацией. Эти вольности вкупе с низкой дисциплиной несознательной части разработчиков не позволяют без полной перепроверки и масштабной корректировки использовать модель в качестве источника данных по структуре изделия. Далее я рассмотрю самые основные моменты работы с атрибутивной информацией, чтобы вы сделали выводы и, по возможности, обратили на это внимание при подготовке моделей.

Сразу хочу сказать: модель, какой бы она ни была «правильной», не всегда является достаточным источником информации для полного описания структуры изделия. Все зависит от того, с какой целью она проектируется и насколько детально прорабатывается. Скажем, если модель проектируется исключительно для того, чтобы сделать по ней чертеж, то, конечно, полнота атрибутивной информации в такой модели будет недостаточной. Но вместе с тем, модель является необходимым элементом в цепочке подготовки данных, так как именно она служит первоисточником для любой информационной системы при реализации конструкторского замысла.

Свойства документа и свойства конфигурации

Лучше один раз заполнить, чем сто раз говорить об этом. Сейчас я создам новую деталь и покажу вам один из вариантов заполнения свойств модели.

Открывая или создавая новую деталь или сборку, давайте сразу же перейдем в окно свойств модели, в котором увидим следующие три закладки: Суммарная информация, описывающая основные свойства файла, Настройки, содержащие список свойств, относящихся к модели в целом (а не к конкретной конфигурации), и Конфигурация, где содержится список свойств, принадлежащих конкретной конфигурации. Теперь давайте попробуем вызвать диалог сохранения файла, где в окне выбора папки и имени файла для сохранения увидим малозаметное поле Description (Описание), которое можно заполнить (рис. 1).

Рис. 1. Свойство при сохранении модели SolidWorks

Если после сохранения мы вернемся в окно свойств модели, то увидим появившееся текстовое свойство Description. Изменять значение этого свойства в дальнейшем можно будет либо через проводник Windows, либо средствами SolidWorks в окне корректировки свойств.

Исходя из ЕСКД, для изделий, имеющих чертеж, необходимо заполнение наименования и обозначения. Необходимость заполнения наименования, я думаю, очевидна, а обозначение нужно заполнять хотя бы для того, чтобы по нему в дальнейшем проверять уникальность. «Но ведь на момент проектирования я могу и не знать обозначения!» — скажете вы и будете правы. В этом случае не забудьте синхронизировать свойство Обозначение модели с чертежом, чтобы затем заполнить его, когда обозначение будет известно. В качестве примера я рассмотрю случай использования макросов при подготовке наименований или обозначений. По аналогии вы сможете создать свой наиболее удобный вариант. Возьму в качестве примера деталь с двумя конфигурациями, которые предполагают два исполнения: АБВГ.001.0001­01 и АБВГ.001.0001­02. На закладке Настройка свойств модели в появившемся свойстве Description имеется значение Втулка. Создаю свойство Наименование с макросом $PRP:»Description» и свойство Обозначение со значением базового исполнения АБВГ.001.0001 (рис. 2).

Рис. 2. Свойства модели

Дальше я принимаю решение, что в имени конфигурации у меня будет находиться обозначение исполнения. Здесь возможны разные варианты, но этот вариант, на мой взгляд, наиболее удобный с точки зрения восприятия. Вы можете называть конфигурации или «­01», «­02», или полностью с обозначением и наименованием, как вам удобнее. Последний вариант особенно актуален, если вы планируете использовать внутреннюю таблицу спецификаций SolidWorks.

У меня в дереве конфигураций появляются две аккуратные надписи без дублирования (рис. 3).

Рис. 3. Две конфигурации, соответствующие исполнениям

Что в этом случае не очень хорошо? Нехорошо то, что файл у меня называется Втулка.SLDPRT, поэтому трудно будет ориентироваться в проводнике Windows, чтобы найти его. Можно назвать его либо АБВГ.001.0001 Втулка, соединяя обозначение базового исполнения и наименования, либо только по обозначению «АБВГ.001.0001». Последний вариант удобен тем, что в качестве макроса для обозначения мы теперь можем использовать $PRP:“SW­File Name”, однако он этим же и неудобен, так как в имени файла отсутствует наименование изделия, а ориентироваться только по обозначению лично для меня сложно.

Я, пожалуй, все­таки назову файл АБВГ.001.0001 Втулка.SLDPRT. Обращайте внимание на то, что если у вас в обозначении используются символы, недопустимые в файловой системе (а так бывает), то либо замените их на другие с сохранением смысла, либо откажитесь от такого наименования файла.

Может возникнуть резонный вопрос: «Зачем использовать свойство Description?» Ответ прост. У меня в настройках документа и в настройках конфигурации содержится свойство Наименование. Чтобы установить его значение, одновременно воспользуюсь макросом, а для этого мне и понадобилось третье свойство. Что у меня получилось, видно на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Свойства конфигурации

Рис. 5. Готовая модель с заполненными атрибутами (обратите внимание на имя в верхнем углу окна)

Дальше я приведу типовые вопросы и краткие ответы на них:

— Обязательно ли заполнять свойства на вкладке документа (рис. 2)?

— Нет, но желательно.

— Если у меня одна конфигурация, могу ли я использовать свойства документа, а не конфигурации?

— Можете, но сразу спросите себя, что вы будете делать, если завтра конфигураций станет больше?

— Обязательно ли использовать макросы?

— Нет, но они дают возможность максимальной нормализации данных (ввод в одном месте).

— Зачем мне два свойства — «Наименование» и «Обозначение» — отдельно? Я хочу всё в одном.

— Если вас не смущает, что потом для проверки уникальности надо будет как­то «вытащить» из вашей строки отдельно обозначение и наименование, а также то, что в чертеж они попадают отдельно, то можете делать всё в одном.

— А как мне не делать это каждый раз в новом файле?

— Для этого в SolidWorks есть шаблоны файлов. Смотрите документацию, там написано.

— Я хочу сделать всё по­другому!

— Ваше право.

Виртуальные компоненты

Виртуальные компоненты в смысле их атрибутивной информации мало чем отличаются от обычных компонентов сборки, однако же следует помнить, что в имя виртуального компонента всегда включается имя сборочной единицы и использование макросов $PRP:“SW­File Name” для формирования обозначения или наименования уже не будет иметь смысла. Кроме того, виртуальные компоненты не имеют внешнего файла. Если быть точным, то файлы этих компонентов хранятся внутри сборки и выгружаются, а затем удаляются самим SolidWorks. Исправить свойства виртуальных компонентов можно только в контексте сборки.

Материал

Материал в SolidWorks представляет собой объект. В SolidWorks существует справочник материалов — набор специализированных XML­файлов, в которых находится информация о материалах: внешний вид, значения основных физических характеристик и другая информация. Естественно, что материал напрямую влияет на все физические свойства модели, а модель, в конце концов, описывает реальное изделие, однако часто приходится видеть модели, где материал детали не указан. Сложно сказать, чем руководствуются пользователи, когда игнорируют очевидные вопросы. Материал может быть указан (и должен) для каждой конфигурации и может быть автоматически прописан в свойстве при помощи макроса SW­Material c дополнительными параметрами конфигурации и файла или без них. Так, если мы задаем материал для детали, то при наличии свойства­макроса он автоматически попадает в свойства, где и может быть использован в чертеже или структуре изделия. Но если при указании только марки материала все более или менее понятно, то для бесчертежной (БЧ) детали или детали, у которой материал в чертеже указывается полностью, не все так очевидно.

Если не углубляться в детали, то записывается материал чаще дробью, состоящей из типоразмера, технических условий на марку (числитель дроби) и сортамента (знаменатель). Плюс набор дополнительных параметров (рис. 6).

Рис. 6. Пример записи материала

Как сделать так, чтобы, сохранив в справочнике материалов SolidWorks информацию о марке, тем не менее, осуществить синхронизацию материала с чертежом? Для этого требуется разделить материал на марку, сортамент и типоразмер. Тем самым мы, не нарушая указания физических характеристик модели, добавляем в справочник материалов SolidWorks то, что находится в «числителе» записи материала. Остальное же мы разбиваем по двум другим свойствам: «Типоразмер», куда попадает сортамент, и «Заготовка», куда попадает форма. Наименования свойств взяты из стандартного шаблона детали. Это дает нам возможность сохранить источником указания материала модель и при этом корректно указать его в чертеже, а не использовать вставку подготовленной картинки или текста материала в чертеж без связи с моделью, как это делают некоторые программы. Имена для свойств, как вы понимаете, могут быть любыми. Результат показан на рис. 7 и 8.

Рис. 7. Марка материала в справочнике материалов SolidWorks

Рис. 8. Заполненные свойства материала в конфигурации детали

Типовые вопросы по материалам:

— Насколько детально надо описывать материал?

— Казалось бы, ответ очевиден. С точки зрения конструктора или технолога чем детальнее, тем правильнее. А вот с точки зрения всех других служб это не всегда верно. Давайте взглянем на два материала, указанных на рис. 9. Сможете ли вы сходу, без справочника, сказать, чем они различаются?

Рис. 9. Два материала

А теперь задайте себе вопрос, сколько людей, работающих на вашем предприятии, сможет понять, что, в сущности, это один и тот же материал с тем же самым сортаментом? Детализация хороша в меру. Если для вас не имеет значение мерность длины проката или удаление заусенцев, то не надо их и указывать, чтобы не получилось как в басне Л.Н. Толстого «Лгун» про мальчика и волка. По опыту могу сказать, что чем меньше избыточной детализации, тем реже будут к вам бегать за согласованием аналогов. Резюме: «Делайте это просто, как только возможно, но не проще».

— Как правильно писать материал в программу?

— Именно так сформулировал вопрос один из моих пользователей. Оказывается, человек имел в виду, как записывать материал чертежа строкой. Здесь, как мне кажется, существует устоявшийся способ записи — черта (слэш) вместо дроби. Один из вышеприведенных материалов будет записан так: Круг КД­20­ГОСТ 2590­2006/20­А ГОСТ 1050­2013.

— Как проверять уникальность материала?

— Уникальность материала проверяется, на самом деле, по­разному. Правильнее проверять по набору значимых параметров, по ТУ на марку, типоразмеру и сортаменту. Но чаще всего проверяют по результирующей строке, которая дает около 5­7% ошибочных проверок, то есть пять­семь дублей на сто элементов. При правильном задании материала это хороший процент.

Почему столько внимания модели, если есть спецификация

Откроем ГОСТ 2.102­2013 и почитаем, что написано про модель. А написано следующее: «Электронная модель сборки — документ, содержащий электронную геометрическую модель сборочной единицы, соответствующие электронные модели составных частей, свойства, характеристики и другие данные, необходимые для сборки (изготовления) и контроля» (полностью см. ГОСТ 2.102­2013 п.4.1). Действительно, согласно ГОСТу, модель не обязана содержать информацию о спецификации или электронной структуре изделия, так как для этого есть другие электронные документы, а именно: «Электронная структура изделия» и «Спецификация».

Но что дает нам модель CAD­системы? Модель дает нам список компонентов с информацией о том, какие из них видимы, решены или сокращены в данной конфигурации, количество компонентов, их базовые свойства. Плюс, если мы используем библиотеки, то модель даст нам еще информацию о виде элемента (стандартное). Чего не хватает? Не хватает конструкторских материалов, указания допустимых замен, исполнений, аналогов, сущностей без геометрии (смазка и т.д.). Что лишнее? Конфигурации деталей, отвечающие за чертежный вид (заклепка расклепанная/исходная, кран открытый/закрытый), сервисные конфигурации типа SpeedPak.

По степени детализации данными (геометрию мы не учитываем) получается, что в модели сборки до 80% первичной информации о структуре изделия; далее эта информация дополняется в структуре изделия тем, чего нет в модели (+15%), и уже из нее получается оформленный документ спецификации (+ 5%).

Я думаю, вполне очевидно, почему дисциплина подготовки модели должна быть высокой, и почему желательно свойства заполнять в модели. Их все равно потом придется заполнять, так лучше делать это в первоисточнике. Это касается не только модели сборки, но и деталей.

Резюме данной статьи напрашивается само собой. Чем раньше и правильнее будет введена нужная информация, тем меньше времени и сил придется тратить на это в дальнейшем. Чем дальше по жизненному циклу она уходит, тем дороже и болезненнее обходятся в ней ошибки. Нормативный состав изделия составляет основу основ для любой информационной системы предприятия.

Авторизованный реселлер решений SOLIDWORKS, компания CSoft, подготовила целый пул ответов на часто задаваемые вопросы по продуктам SOLIDWORKS.

Их ответы на некоторые наиболее актуальные вопросы мы собрали в данной заметке, а также в серии коротких видео на канале CSoft в YouTube: Школа SOLIDWORKS. Подписывайтесь!

Минимум воды, максимум пользы. Итак, начинаем наш краткий ликбез.

1. Как установить существующую библиотеку материалов

Файлы с расширением .sldmat содержат сведения о механических и физических свойствах материалов. Если вы скачали библиотеку с сайта i-tools.info, следующие 5 шагов помогут вам ее установить. Для добавления библиотеки необходимо открыть любую деталь в SOLIDWORKS:

1. В дереве конструирования FeatureManager нажимаем правой кнопкой мыши на Материал.

2. Выбираем пункт Редактировать материал.

3. В левом поле открывшегося окна кликаем в любом месте правой кнопкой мыши и выбираем Открыть библиотеку.

4. Выбираем директорию, в которой находится файл .sldmat, либо копируем его в папку с пользовательскими материалами SOLIDWORKS. Уточнить папку, выбранную по умолчанию, можно в разделе Настройки пользователя → Месторасположение файлов → Отобразить папки для Базы данных материалов.

5. Выбираем файл с расширением .sldmat и нажимаем кнопку Открыть.

Библиотека установлена! Если она не отображается в окне, необходимо закрыть и вновь открыть окно редактирования материала.

2. Можно ли работать на любом компьютере с установленным SOLIDWORKS, используя лишь свою лицензию?

ДА! Это называется онлайн-лицензирование SOLIDWORKS Online Licensing. Вам потребуются лишь компьютер с доступом в интернет и SOLIDWORKS выше версии 2018 года.

Данная функция важна пользователям, которые сталкиваются с ошибками активации лицензий SOLIDWORKS или которым необходимо использовать одну лицензию SOLIDWORKS на нескольких компьютерах.

Можно сказать, это лицензия SOLIDWORKS, которая находится «в облаке».

3. В чем отличие SOLIDWORKS Simulation Standard и пакета Simulation Standard, входящего в SOLIDWORKS CAD Premium?

a) В SOLIDWORKS CAD Premium нельзя строить диаграмму усталости, усталостные напряжения и получать количество циклов до разрушений.

b) В SOLIDWORKS Simulation Standard доступен анализ тенденций, то есть построение зависимостей в результатах различных повторов статического исследования. Например, меняя нагрузку, можно отслеживать напряжение, перемещение и т.д.

4. Как показать основные плоскости компонентов в сборке?

Для этого нужно включить Просмотр плоскостей:

А затем – выбрать значок Скрыть / Показать основные плоскости:

5. Как выбирать спрятанные грани, не применяя функцию Скрыть деталь?

Например, вам нужно выбрать грань для создания сопряжений. Самый простой способ – навести курсор мыши на спрятанную грань и нажать клавишу Alt (деталь, которая закрывает нужную вам грань, станет прозрачной), а если деталь спрятана глубже, нажмите Alt еще раз.

6. Как посмотреть на деталь из сборки, не открывая деталь отдельно?

Нажимаем правой кнопкой мыши на интересующую нас деталь и выбираем функцию Окно предварительного просмотра компонента.

Открывается отдельное окно с выбранной деталью, в котором можно выбирать грани для сопряжения с другими деталями из сборки. Кроме того, с помощью функции Синхронизировать ориентацию вида обоих графических окон мы можем вращать сборку и деталь синхронизировано, что поможет при выборе сопряжений.

Хотите узнать больше? Подписывайтесь на наш YouTube-канал и изучайте SOLIDWORKS самостоятельно. Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

 Автор: Максим Салимов, технический специалист ГК CSoft, solidworks@csoft.ru