

如果你想了解为什么不同的材料有不同的性质,并想从根源上创造或改进材料,那么你关注的是材料科学。
如果你想知道一个现成的材料或构件在受力时如何变形和破坏,并想用它来设计和验证一个安全的结构,那么你关注的是材料力学。
简而言之,材料科学是“探究本质”,材料力学是“应用分析”。两者共同构成了现代工程技术的基石
材料力学与CAE软件关联
材料力学是让结构具备安全性、可靠性、经济性
核心思想:将材料视为一个连续、均匀的介质(这是一个非常重要的简化假设),研究其在各种外力作用下内部的应力分布和变形情况,并判断其是否会发生失效(如屈服、断裂)。
研究内容:
基本概念:应力、应变。
本构关系:描述应力与应变之间关系的数学模型,如胡克定律(线弹性)、塑性模型等。材料科学为这些模型提供了物理解释和参数(比如为什么会有弹性模量E这个值)。
力学行为:分析杆、梁、轴、柱等基本构件在拉伸、压缩、弯曲、扭转等载荷下的响应。
失效准则:建立材料发生破坏的判据,如最大正应力准则、屈曲准则等
构件在力作用下
变形多大(刚度)
会不会坏(强度)
会不会突然弯掉(稳定)
对应CAE软件里的后处理,即为 位移(变形),内力,应力,应变,反力
结合材料力学的理解,通过力学简化(梁/板/实体等)在CAE软件进行单元类型选择

结合力学特性和分析目的,进行分析工况设定
静力学(线性、非线性)
动力学(线性、非线性)
材料力学与材料科学与CAE软件
材料力学依赖于材料科学的输入:材料力学计算中需要的所有参数,如弹性模量(E)、屈服强度(σs)、泊松比(ν) 等,都需要通过材料科学的方法来测量和提供。没有材料科学,材料力学就是无源之水,而CAE软件在计算的时候也需要先明确材料的特性才能计算
即不管是金属材料或混凝土或木材料,在线弹性假定下,若弹模,泊松比等参数一样,即结果算出来的位移,内力,应力也一样
midas NFX作为一款基于FEM(有限元法)原理的计算力学软件,其内容涵盖了弹性力学、结构力学、材料力学、分析力学、振动力学、复合材料力学、断裂力学、计算流体力学等相关学科,犹如武侠中的内功,而软件操作如刀谱、剑谱招式
CAE软件仅是工具,软件的强大需依赖于使用者,一款好的软件,除了精度外,效率(速度/精度/易用度)是一个软件能否持久的生命力。