Para almacenar propiedades de materiales en una estructura de datos unificada, una de las intenciones es facilitar la recuperación de datos que pueden llevarse en diferentes contextos:
Para manejar propiedades de materiales, se ha propuesto crear un modelo de datos específico que será replicado cuando un nuevo material sea creado con FreeCAD.
Ello posibilitará crear un material ya sea definiendo manualmente sus propiedades a través del entorno de materiales, o leyendo las propiedades del material desde un archivo. El formato de dichos archivos está por definir (algunos ya existen, como MatML, STEP AP235 & IGR45...).
También, será posible guardar las propiedades del material en una colección de archivos en un formato también aún pendiente de escoger. La colección de archivos que puede ser guardada en un directorio común formará la base de datos de materiales de FreeCAD.
A través de este modelo de datos, los materiales pueden ser definidos en FreeCAD sin la necesidad de definir un componente.
Un nuevo puntero se creará en el modelo de datos del componente, para vincularlo a un material que ha sido definido a través del modelo de datos de materiales.
A través de este modelo de datos de materiales, se propone ofrecer una herramienta para manejar sencillamente datos de materiales con FreeCAD.
Diferentes tipos de datos se necesitan manejar para describir un material. Un modelo de datos de materiales se propone más abajo. También se indican algunos ejemplos de los datos que se pueden almacenar con esta estructura.
En adición al clásico atributo de "cadena de texto" como un nombre, y una familia, 3 diferentes tipos específicos de información se necesita manejar para describir un material en FreeCAD.
Todos estos tipos de información no es necesario que se definan para que el material exista. Finalmente, abajo se muestra la lista de atributos mantenidos para describir un material en FreeCAD.
Una cadena de texto indicando el nombre del material. Es su designación.
Una cadena de texto indicando la familia del material, como por ejemplo:
Adicionalmente, se ha propuesto crear un mapa entre las familias (por ejemplo almacenado en un archivo XML) de modo que permita navegar por la base de datos de materiales de FreeCAD.
Dicho mapa podría por ejemplo contener un árbol presentando relaciones entre familias, como:
Una cadena de texto indicando el fabricante del material.
Una cadena de texto indicando la página web presentando el material.
El modelo de datos de materiales incluye una colección de propiedades. El tamaño de dicha colección no es fijo y puede extenderse con propiedades definidas por el usuario.
Una propiedad contiene los siguientes atributos.
Las propiedades de los materiales serán identificadas gracias a su nombre para procesarlas, por ejemplo escribiendo el límite de elasticidad en un modelo de elementos finitos. Para facilitar la creación de datos de materiales con FreeCAD, una lista normalizada de nombres de propiedades con sus unidades por defecto será propuesta al usuario. Aunque el usuario es libre de crear nuevas propiedades, con nuevos nombres, nuevas unidades, etc.
Abajo está propuesto el diccionario de propiedades estándar. Eres libre de añadir otra nuevas.
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<MatPropDictionary LastUpdate="2011-10-24T09:00:00">
<Property Name="Yield Stress" Symbol="YS" UnitSignature="-1 1 -2 0 0 0 0" />
<Property Name="Ultimate tensile strength" Symbol="UTS" UnitSignature="-1 1 -2 0 0 0 0" />
<Property Name="Mean Lankford coefficient" Symbol="r_{mean}" UnitSignature="0 0 0 0 0 0 0" />
<Property Name="Hardening coefficient" Symbol="n" UnitSignature="0 0 0 0 0 0 0" />
<Property Name="Strain hardening" UnitSignature="-1 1 -2 0 0 0 0" />
<Property Name="Elastic modulus" Symbol="E" UnitSignature="-1 1 -2 0 0 0 0" />
<Property Name="Density" Symbol="\rho" UnitSignature="-3 1 0 0 0 0 0" />
<Property Name="Poisson coefficient" Symbol="\nu" UnitSignature="0 0 0 0 0 0 0" />
<Property Name="Uniform elongation" Symbol="UE" UnitSignature="0 0 0 0 0 0 0" />
<Property Name="Total elongation" Symbol="TE" UnitSignature="0 0 0 0 0 0 0" />
</MatPropDictionary>
Notes: "Mean Lankford coefficient is representative of the anisotropy of a thin metal sheet." "The Hardening coefficient is representative of the hardening capacity of a metal. It appears in Hollomon formula that can relates cumulated plastic strain to stress."
A first example is given below to show how a Cost per tonne property can be stored.
A second example is given below to show how the Yield strength property can be stored.
A third example is given below to show how the Strain hardening property can be stored. This is a more complex example because Strain hardening is represented by a serie of curves. The curves represent the stress evolution with respect to plastic strain. 3 curves have been obtained at different strain rates. All curves have been obtained at room temperature.
[[[0. , 0.4, 0.8, 1], [ 0, 0.4, 0.8, 1], [ 0, 0.4, 0.8, 1]],
[[0.] , [100] , [1000.] ],
[[18.] ],]
[Yet to be filled up]
[Yet to be filled up]
A string where the user can add its own comments about the material.
Brick masonry
?string?
?string?
?string?
Notes about maintainance, special cares to be taken, etc...
CSI/MasterFormat code (as there are several systems used in the industry which give to all material a special code, I propose to enter it in the notes, because it doesn't appear to me relevant create a specific properties that we won't be able to name exactly).