Materiál

From FreeCAD Documentation
Jump to navigation Jump to search
This page is a translated version of the page Material and the translation is 53% complete.
Outdated translations are marked like this.
Other languages:
Deutsch • ‎English • ‎español • ‎français • ‎italiano • ‎português do Brasil • ‎čeština • ‎русский

This documentation is not finished. Please help and contribute documentation.

Gui Command explains how tools should be documented. See Draft ShapeString for an example of a well documented tool. Browse Category:UnfinishedDocu to see incomplete pages like this one. See Category:Command Reference for all commands.

See WikiPages to learn about editing the wiki pages, and go to Help FreeCAD to learn about other ways in which you can contribute.

Tato stránka je o materiálovém datovém systému FreeCADu.

This page is about the Material data system in FreeCAD.

Koncept

Protože je obtížné až nemožné definovat daný nebo kompletní seznam materiálových vlastností, jdeme otevřenější cestou. Každý objekt ve FreeCADU, který má něco společného s materiálem bude mít vlastnost nazvanou "Materiál", což je seznam klíčů a hodnot, který může udržovat nekonečný počet materiálových vlastností. Vzhledem k tomu, že to je velmi otevřený a rozšiřitelný způsob práce s takovými daty, přináší také nebezpečí chaosu. Proto tato stránka definuje některá pravidla a základní vlastnosti pro práci s takovouto mapou materiálových vlastností.

Pravidla

Každá sada vlastností má pouze jeden povinný údaj což je "Name" (Jméno). To je primární klíč materiálu. Zbytek materiálových vlastností už je volitelný nebo může být získaný z databáze materiálů.

Jména vlastností (klíče) jsou řazena podle textových řetězců oddělených podtržítkem. První podřetězec je pojmenován podle aplikace nebo standardu, následující mohou být použity pro další skupiny vlastností. Hodnoty také mohou být seskupovány podle podtržítek, např. k oddělení různých druhů oceli. Příklady:

  • Name=Steel_Cast
  • SpecificWeight=7.85 (at 20° in kg/mm3)
  • EN10027_name = S235JR+AR (steel standard EN 0027-1)
  • FEM_YoungsModulus = xx (in mm−1·kg·s−2)
  • FEM_YoungsModulus_Z
  • FEM_YoungsModulus_X

Každá vlastnost má běžně čitelný popis na této Materiálové stránce, s odkazem na další informace (např. Wikipedie).

Pro každou vlastnost musí být uvedena jednotka založená na interních jednotkách FreeCADu mm-kg-s! To umožňuje konzistentní použití a překlady.

Klíč (Jméno) a hodnota vlastnosti používá pouze ASCII znaky (7-bitů, nejsou povolena diakritická znaménka - háčky, čárky atd.). Klíče jsou zapisovány Camel-Case (slova spojena bez mezer, každé slovo začíná velkým písmenem), ale jsou interpretována bez rozlišení malých a velkých znaků.

Podtržíka později umožňují stromový pohled editoru nebo prohlížeči, kde mohou vytvářet složky.

Nástroje

Existují některé dobré zdroje, které umožňují snadnější práci s materiálem:

Materiálová databáze

Máme-li implementován výše uvedný standard, bylo by nesmyslné ukládat všechny vlastnosti znovu a znovu do objektů. V zásadě můžeme vybudovat materiálovou databázi se jménem materiálu jako primárním klíčem. Takže pokud nemáte nějaké specální požadavky pro Váš materiál, jednoduše definujte např. Name=Steel a FreeCAD může načíst všechny vlastnosti z databáze. Všechny další vlastnosti, které přidáte nebo změníte, přepíší ty případně načtené z databáze se stejným jménem.

V budoucnosti bychom mohli takovou databázi hostovat někde na webu a vytvořit univerzální OpenSource materiálovou databázi.

Aktuálně přemýšlím o kompilaci malé kolekce dat (datasetu) se sadou "základních" materiálů a jejich základních vlastností a o plné verzi založené na SQLite.

Material.py

Protože správa materiálových vlastností je otravná práce, měli bychom implementovat Modul Pythonu nazvaný Material.py. Bude to místo pro provádění všech druhů pomocných metod pro práci s materiálem.

  • Výpočet hmotnosti z objemu a měrné hmotnosti
  • Převody v různých systémech měrných jednotek
  • Výpočty potřebné ve speciálních aplikacích (např. FEM)
  • a cokoliv dalšího o čem ještě nevíme

Modul by měl být implementován tak, aby mohl běžet ve FreeCADu nebo samostatně z příkazové řádky (mapa materiálových vlastností se bude dodávat jako mapa v Pythonu).

Souborový formát materiálové karty ve FreeCADu

Práce s materiáelm znamená často import/export materiálových definicí. Proto je potřebný souborový formát. Protože máme pouze tvar klíč/hodnota, můžeme snadno a jednoduče číst a zpracovávat souborový formát. Proto je vybrán formát ini-file. Je standardizován a jsou k dispozici parsery (čtou a zpracovávají data v souboru). Např. Modul konfiguračního parseru v Pythonu.

Každá materiálová definice je uložena v souboru s příponou .FCMat. Některé z těchto souborů jsou součástí zdrojáků FreeCADu a jsou zkompilovány do binárního tvaru. Jsou přiloženy k distribuci a přístupné. Ale soubory mohou být umístěny a prohlíženy i na různých místech, aby bylo umožněno přidávání dalších nestandardních materiálových definic.

Příklady

; last modified 1 April 2001 by John Doe

Name=Steel_Cast
Father=Steel
Source=Some material book everyone knows (or not) ;Some comment
 
[EN10027]
; steel standard EN 10027-1
Name=S235JR+AR      

[Graphic]
Color_Emissiv = 255,255,255

Materiálové vlastnosti

Zde je popis dohodnutých materiálových vlastností. Můžete přidat podsekci pro materiálové vlastnosti je-li to obor kde jste experti.

Základní

Základní vlastnosti materiálu
Název vlastnosti Popis Jednotka/Datový typ
Name Jedinečné jméno vlastnosti, podle pravidel uvedených výše ASCII znaky 7-bit
Father (otec) Název materiálové skupiny kam daný materiál patří. Je-li tato vlastnost definována, materiál dědí všechny vlastnosti svého otce. To znamená, že když dále není nic definováno, budou použity všechny vlastnosti otce.. ASCII znaky 7-bit
Description (popis) Místo pro delší popis materiálu ASCII znaky 7-bit
SpecificWeight (měrná hmotnost) Měrná hmotnost je váha daného množství (jednotka) materiálu. Podívejte se na: Měrné hmotnosti kg/mm^3
Vendor (prodávající) Specifikuje značku nebo prodávajícího daný materiál ASCII znaky 7-bit
ProductURL Internetová adresa (URL) kde lze nalézt více informací o materiálu ASCII string 7-bit
SpecificPrice (jednotková cena) Cena za jednotku materiálu. Jednotky se mohou značně lišit (USD/m³, EUR/kusy, atd...) ASCII znaky 7-bit

Dodělat: přidat některé vlastnosti s uspořádacím systémem pro materály (kov, slitina, minerál, dřevo, ....)

Mechanické

Mechaické vlastnosti používané ve strojním inžanýrství
Název vlastnosti Popis Jednotka/Datový typ
YoungsModulus(modul elasticity) Young's modul, známý také jako modul tažnosti nebo modul elasticity, je míra tuhosti elastického materiálu a je to veličina, které charakterizuje materiál. Podívejte se na: Young's modulus kg*mm^-1*s^-2 (kPa)
UltimateTensileStrength Mez pevnosti v tahu N'*mm^-2 (MPa)
Hardness Tvrdost
EN-10027-1 V případě ocelových materiálů jsou třídy oceli jak je difinováno v Evropském standardu č. 10027-1. ASCII znaky 7-bit

Dodělat: přidat další vlastnosti potřebné pro strojařské návrhy.

Grafické

Tento odstavec definuje materiálové vlastnosti, které se vztahují k vizuálnímu zobrazení materiálu.

Vizuální vzhled
Název vlastnosti popis Jednotka/Datový typ
AmbientColor Ambient color in the Coin3D color model desetinné,desetinné,desetinné rozsah: 0.0-1.0
DiffuseColor Diffuse color in the Coin3D color model desetinné,desetinné,desetinné rozsah: 0.0-1.0
SpecularColor Specular color in the Coin3D color model desetinné,desetinné,desetinné rozsah: 0.0-1.0
EmissiveColor Emissive color in the Coin3D color model desetinné,desetinné,desetinné rozsah: 0.0-1.0
Shininess Ambient color in the Coin3D color model desetinné rozsah: 0.0-1.0
Transparency Ambient color in the Coin3D color model desetinné rozsah: 0.0-1.0
VertxShader Vertex shader program as defined in GlSl Víceřádkový ASCII řetězec 7-bit
FragmentShader Fragment shader program as defined in GlSl Víceřádkový ASCII řetězec 7-bit


Metoda konečných prvků (FEM)

Dodělat: Vytvořit kolekci materiálových vlastností FEM.

Thermal properties
property name Description Unit/Data-Type
ThermalConductivity The thermal conductivity (R or lambda coefficient) that indicates the capacity to transfer heat of a material W/m²K
ThermalExpansionCoefficient
SpecificHeat

Architktura a BIM

Materiálové vlastnosti využívané ve stavebnictví
Název vlastnosti Popis Jednotka/Datová typ
StandardFormat Specifikační systém standardu používaný u daného materiálu (ASTM, MasterFormat, CSI, OmniClass, etc...) ASCII znaky 7-bit
StandardCode Specifický kód materiálu podle výše uvedeného formátu standardu ASCII znaky 7-bit
FireStandard Standard odolnosti proti ohni u daného materiálu ASCII znaky 7-bit
FireClass Třída odolnosti proti ohni materiálu podle výše uvedeného standardu ASCII znaky 7-bit
ThermalConductivity Měrná tepelná vodivost (R nebo lambda koeficient), který u materiálu indikuje schopnost přenášet teplo W/m²K
SoundTransmission Koeficient přenosu zvuku u materiálu W/m²K
Finish Typ povrchové úpravy materiálu ASCII znaky 7-bit
Color Barva materiálu ASCII znaky 7-bit
UnitsArea Počet jednotek materiálu potřebný k zaplnění určité plochy ASCII znaky 7-bit

Dodělat: přídat vlastnosti pro životnost & LEED

TODO

  • add sustainability & LEED properties