Materialdaten

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	Die Materialdaten können auch als <b>Werkstoffdaten</b> bezeichnet werden.		Die Materialdaten können auch als <b>Werkstoffdaten</b> bezeichnet werden.
-	[[File:Icon-mediz-0.png|right|60px|link=Medizin_Materialdaten]]	+	Zu den Materialdaten sind zahlreiche Seiten verfügbar. Hier ist eine Übersicht gegeben:
-	In der	+	==Welche Materialdaten sind in einer Simulation einzugeben und zur Verfügung zu stellen?==
-	[[Strukturmechanik]], Statik:	+
-	* [[Elastizitätsmodul]] E (EX,EY,EZ),	+
-	* Querkontraktion &nu; (NUXY,NUYZ,NUXZ oder PRXY,PRYZ,PRXZ),	+
-	* [[Wärmeausdehnungskoeffizient]] &alpha; (APLX,ALPY,ALPZ oder ..)	+
-	[[File:Icon-mech-0.png|right|60px|link=Mechanik_Materialdaten]]	+	* [[Materialdaten_Mechanik|Materialdaten Mechanik: Materialdaten für eine Simulation der Strukturmechanik]]
		+	* [[Materialdaten_Temperaturfeld|Materialdaten für eine Temperaturfeld-Simulation]]
		+	* ..
-	In der [[Strukturmechanik]], Dynamik zusätzlich zu den Werten der Statik:	+	==Was sind die einzelnen Materialdaten?==
-	* Dichte &rho; (DENS),	+
-	* Reibbeiwerte	+
-	Für [[Temperaturfeld]], stationär:	+	* [[Elastizitätsmodul]]
-	* Wärmeleitfähigkeit &lambda; (KXX,KYY,KZZ)	+	* [[Querkontraktion]]
		+	* [[Wärmeausdehnungskoeffizient]]
		+	* [[Dichte]]
		+	* [[Wärmeleitfähigkeit]]
		+	* [[Wärmekapazität]]
		+	* [[Enthalpie]]
		+	* ..
		+	und
		+	* [[Kompressionsmodul]]
		+	* ..
-	Für [[Temperaturfeld]], transient zusätzlich zu den Werten für stationär:
-	* Dichte &rho; (DENS),
-	* Wärmekapazität c (C),
-	* Enthalpie H (ENTH)
-	Für die numerische Lösung der FEM-Simulation ist es notwendig, dass die	+	<div id="Zahlenwerte"></div>
-	Materialmatrix mit Zahlen belegt ist, die bestimmte Bedingungen einhalten (positiv definit).	+	==Zahlenwerte==
-	Gerade bei richtungsabhängigen Materialdaten in der Mechanik kann es durchaus	+
-	passieren, dass man als Anwender vom Programm darauf hingewiesen wird,	+
-	dass diese Bedingung für die Lösung eingehalten sein muss.	+
-	<h4>Woher bekommt man die Materialdaten?</h4>	+	* [[Materialdaten_Maschinenbau|Materialdaten Maschinenbau: Materialdaten für Simulationen im Maschinenbau]]
		+	* [[Materialdaten_Bauwesen|Materialdaten Bauwesen: Materialdaten für Simulationen im Bauwesen]]
		+	* [[Materialdaten_Medizin|Materialdaten Medizin: Materialdaten für Medical-Simulationen]]
		+	* [[Materialdaten_Sonstige|Materialdaten Sonstige: Materialdaten für sonstige Simulationen]]
		+	* ..
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		+	==Woher bekommt man die Materialdaten?==
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	oder Mindestwerte (nach Norm) ([[Konservativität|konservativ]]e Grenzwerte)		oder Mindestwerte (nach Norm) ([[Konservativität|konservativ]]e Grenzwerte)
	oder müssen sie für die eigene Anwendung als Funktion der Temperatur gegeben sein usw.		oder müssen sie für die eigene Anwendung als Funktion der Temperatur gegeben sein usw.
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		+	Denken Sie auch an die statische Absicherung der Materialdaten (Streuung der Daten, engl: scatter in material properties). Es kann sinnvoll sein, Grenzwerte der statischen Verteilung zu wählen, wenn Sie sichere Ergebnisse für eine Auslegung benötigen. Ziehen Sie eine Analyse der [[Robustheit]] der Simulation in Betracht.
	Bei Materialdaten, die aus Experimenten abgeleitet werden, sollte		Bei Materialdaten, die aus Experimenten abgeleitet werden, sollte
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	Die Halterung der Batterie eines modernen Fahrzeugs		Die Halterung der Batterie eines modernen Fahrzeugs
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Aktuelle Version vom 17. Dezember 2015, 13:20 Uhr

engl: material data          Kategorie: Level 1 Material

Die Materialdaten sind diejenigen Zahlenwerte, die in der Simulation das Verhalten des Materials des Bauteils beschreiben.

Die Materialdaten können auch als Werkstoffdaten bezeichnet werden.

Zu den Materialdaten sind zahlreiche Seiten verfügbar. Hier ist eine Übersicht gegeben:

Inhaltsverzeichnis 1 Welche Materialdaten sind in einer Simulation einzugeben und zur Verfügung zu stellen? 2 Was sind die einzelnen Materialdaten? 3 Zahlenwerte 4 Woher bekommt man die Materialdaten? 5 Besondere Simulations-Themen 6 Beispiel 7 Sonstige Begriffe

Welche Materialdaten sind in einer Simulation einzugeben und zur Verfügung zu stellen?

• Materialdaten Mechanik: Materialdaten für eine Simulation der Strukturmechanik
• Materialdaten für eine Temperaturfeld-Simulation
• ..

Was sind die einzelnen Materialdaten?

• Elastizitätsmodul
• Querkontraktion
• Wärmeausdehnungskoeffizient
• Dichte
• Wärmeleitfähigkeit
• Wärmekapazität
• Enthalpie
• ..

und

• Kompressionsmodul
• ..

Zahlenwerte

• Materialdaten Maschinenbau: Materialdaten für Simulationen im Maschinenbau
• Materialdaten Bauwesen: Materialdaten für Simulationen im Bauwesen
• Materialdaten Medizin: Materialdaten für Medical-Simulationen
• Materialdaten Sonstige: Materialdaten für sonstige Simulationen
• ..

Woher bekommt man die Materialdaten?

Oftmals sind einige Daten in einer Datenbank innerhalb der Simulations-Software abrufbar. Für die eigene Anwendung sollten diese Daten aber immer hinterfragt werden: sind es Mittelwerte (best estimate) oder Mindestwerte (nach Norm) (konservative Grenzwerte) oder müssen sie für die eigene Anwendung als Funktion der Temperatur gegeben sein usw.

Denken Sie auch an die statische Absicherung der Materialdaten (Streuung der Daten, engl: scatter in material properties). Es kann sinnvoll sein, Grenzwerte der statischen Verteilung zu wählen, wenn Sie sichere Ergebnisse für eine Auslegung benötigen. Ziehen Sie eine Analyse der Robustheit der Simulation in Betracht.

Bei Materialdaten, die aus Experimenten abgeleitet werden, sollte auf die angemessene Genauigkeit geachtet werden: sie sollten nur so genau sein wie für die Simulation sinnvoll. Aufgrund der Unschärfen der Simulation reicht oftmals eine Genauigkeit der Materialdaten von +/-1 % völlig aus, vielleicht auch +/- 10 %. Wichtiger ist dafür ein funktionaler Verlauf, z.B. abhängig von der Temperatur.

Bei Experimenten zur Bestimmung von Materialdaten sollte auch immer hinterfragt werden, ob Proben nach Norm geeignet sind. Gehen Sie vom Simulations-Bauteil aus, schätzen Sie die Verwendung und die Auswirkung des gesuchten Materialwertes ab und entscheiden Sie auf dieser Basis über das geeignete Experiment.

Besondere Simulations-Themen

• Schweißsimulation, Phasenumwandlung: Dilatogramme, ZTU-Diagramme
• ...

Beispiel

Die Halterung der Batterie eines modernen Fahrzeugs ist zu berechnen. Der Elastizitätsmodul wird mit 210 GPa eingesetzt. Sollte dieser Wert genauer bestimmt werden? Nein, denn wichtiger ist die Berücksichtigung, dass die Li-Ion-Batterie warm wird und der Elastizitätsmodul bei 60°C schon deutlich von dem Wert bei Raumtemperatur abweicht. Außerdem hat das Blech vielleicht eine Walzrichtung und geänderte Eigenschaften in bestimmten Richtungen...

Sonstige Begriffe

Wenn die Materialdaten streuen und diese Streuung für Ihr Simulationsziel wichtig ist, sollten Sie eine Untersuchung der Robustheit durchführen.

Über Werkstoffe finden Sie auch Materialdaten, Anisotropie, Composite, faserverstärkter Werkstoff, geschichteter Werkstoff