各向同性和正交各向异性材料
各向同性材料
如果材料的机械和热力属性在所有方向上都相同，则该材料为各向同性。各向同性材料可以具有均匀或非均匀的微观结构。例如，尽管钢的微观结构为非均匀的，但钢表现出各向同性行为。
正交各向异性材料
如果材料的机械和热力属性在三个相互垂直的方向上都是单值的且独立的，则该材料为正交各向异性。正交各向异性材料的范例为木材、许多晶体和轧材。
例如，在纵向、径向和正切方向上描述在一点处木材的机械属性。纵向轴 (1) 与木纹（纤维）方向平行；径向轴 (2) 与生长环垂直；正切轴 (3) 与生长环相切。
为实体定义正交各向异性属性
整个零部件中的正交各向异性材料方向是根据所选的参考几何体定义的。如果加工零件后使得这样定义方向不再正确，则应该将零件作为几个不同的零件建模，以便正确定义正交各向异性方向。例如，考虑下图所示的零件：
您需要将此零件作为两个零件建模：圆柱和平板。然后，可以使用基准面作为定义平板的正交各向异性材料方向的参考几何体，而使用圆柱的轴作为圆柱的参考几何体。
|
|
|
|
使用基准面作为参考几何体时的正交各向异性材料的 X、Y 和 Z 方向。
|
使用轴作为参考几何体时的正交各向异性材料的径向 (X)、正切 (Y) 和轴向方向 (Z)。
|
为外壳定义正交各向异性属性
对于平面外壳，选择与外壳平行的基准面作为参考几何体。X 和 Y 轴位于基准面上，Z 轴与基准面垂直。对于圆柱形外壳，选择圆柱的轴作为参考几何体。Y 轴与圆柱的轴平行，X 轴与圆柱相切。
|
|
|
|
平面外壳的正交各向异性材料的 X、Y 和 Z 方向。
|
圆柱形外壳的正交各向异性材料的 X 和 Y 方向。
|
对于复合壳体，各向异性材料 X、Y 和 Z 方向定义根据层角度为每个层分别定义。对于各向异性材料定义，不考虑参考几何体。
一般而言，该软件会对参考几何体进行如下修改：
-
该软件转换参考几何体所定义的坐标系，使 Z 轴与外壳的基准面垂直。外壳的基准面是由 3 个边角节定义。
-
如果所选参考几何体的 X 轴与外壳基准面的法线之间的角度大于 45o，该程序会将参考几何体的 X 轴投影到外壳基准面上来定义修改的 X 轴。
-
如果所选参考几何体的 X 轴与外壳基准面的法线之间的角度小于 45o，该程序会将参考几何体的 Y 轴投影到外壳基准面上来定义修改的 X 轴。
-
然后定义修改的参考几何体的 Y 轴以完成右手笛卡尔坐标系。
要定义正交各向异性属性：