本章将介绍静力学仿真中需要经常使用到的一些材料物理参数，这些参数在一定程度上决定了材料的力学性能。在了解材料的力学性能参数后还将继续介绍ANSYS软件添加或修改材料性能参数的方法。

一、材料物理性能参数介绍

1. 密度

密度是对特定体积内的质量的度量，密度等于物体的质量除以体积，单位是kg/m3。

2. 弹性模量

在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、”剪切模量“、“体积模量”等。单位均为Pa, Mpa, Gpa。

弹性模量（E）、切变模量（G）、泊松比（v）三者关系公式为：

G=E/[2(1+v)]

材料设定中，知道其中两个参数就能得出第三个参数。

3. 杨氏模量（E）

杨氏模量（拉伸模量）是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时，F/S叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L叫应变（ΔL是微小变化量），其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。设E为杨氏模量，σ为应力，ε为应变，计算公式：

E=σ/ε=（F/A）/（ΔL/L0）

4. 剪切模量（G）

剪切模量（别名：切变模量/刚性模量）是材料在剪切应力作用下，在弹性变形比例极限范围内，切应力与切应变的比值。数值大小表示材料抵抗切应变的能力。

5. 体积模量(k)

体积模量用来反映物体的体应变与平均应力（某一点三个主应力的平均值）之间的关系的一个物理量。计算公式：

6. 泊松比

泊松比是指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。计算公式：

7. 应变寿命参数和S-N曲线

应变寿命参数包含强度系数、强度指数、延性系数、延性指数、周期强度系数、周期性硬化指数等，其使用循环应变反转和应变寿命关系方程评估疲劳损伤（不做详细介绍）。我们通常所说的材料的S-N 曲线，是指把原材料做成圆棒形、在指定的加工精度等级和热处理工艺下的标准试件，得到拉、压、弯曲和扭转作用下的疲劳寿命，从而得到的相应的S-N 曲线。因此，不同的零件，因形状不同，加工精度和热处理工艺也不尽相同，其S-N 曲线也自然不同。这些参数通常可以通过软件自带、资料查询和实验方式获得。

8. 拉伸屈服强度

拉伸屈服强度是材料的机械性能。拉伸强度是指材料受拉，直到发生塑性变形时的拉力除材料截面积的数据。材料在弹性范围，受拉变形是和拉力成正比的。当材料拉力增加到一定大，材料的变形不随拉力增加而变形迅速增加，此时称屈服点，这时的拉力除材料截面得到的是屈服强度。材料的拉伸屈服强度体现了材料的机械性能，描述材料机械性能的好坏，同理还有压缩屈服强度。单位：Pa, Mpa, Gpa。

9. 极限拉伸强度

在外力拉伸作用下，构件在能保持机械强度时所能承受的最大应力，同理还有极限压缩强度。单位：Pa, Mpa, Gpa。

二、Workbench添加或修改仿真材料的方法

1. 设置材料参数

拖动一个“静态结构”到“项目原理图”中，对工程数据进行编辑，即对材料的参数进行修改。

点击此处自定义材料的名字: （比如“新材料”）

添加物理属性，例如添加材料的密度，设为2500kg/m^3

设置弹性

注意：在输入材料参数的时候，要注意单位。

2. 新建材料库

三、end

该文总结了有限元静力学分析中一些材料的重要参数含义以及介绍个性化材料参数设定的流程，对有限元分析材料选择和设定有一定帮助。