Material/it

Questa pagina riguarda il sistema di dati dei materiali in FreeCAD.

Nel piano di sviluppo è contenuto il Modello di dati dei materiali

Introduzione
Poiché è difficile, se non impossibile, definire un insieme rigido o completo delle proprietà dei materiali, procediamo nel modo più aperto. Ogni oggetto che in FreeCAD ha a che fare con un materiale avrà una proprietà denominata "Material", che è una lista di chiavi o valori che può contenere un numero indefinito di proprietà dei materiali. Dato che questo è un sistema molto aperto ed estensibile per trattare tali dati, esso contiene anche il pericolo di creare caos. Pertanto questa pagina definisce alcune regole e le proprietà di base per trattare queste mappe-di-proprietà-dei-materiali (material-property-maps).

Regole
Ogni set di proprietà ha un solo ingresso obbligatorio che è "Name" (Nome, univoco). Questa è la chiave primaria del materiale. Le rimanenti proprietà del materiale sono facoltative o possono essere recuperate da un DataBase dei materiali.

I nomi delle proprietà (chiavi) sono ordinati per stringhe separate da trattini. La prima sottostringa è definita dall'applicazione o è standard, la successiva può essere utilizzata per un ulteriore gruppo di proprietà. I valori possono anche essere raggruppati con il segno di sottolineatura, come ad esempio, per distinguere i diversi tipi di acciaio. Esempio:


 * Name=Steel_Cast
 * SpecificWeight=7.85 (a 20° in kg/dm³)
 * EN10027_name = S235JR+AR (acciaio standard EN 10027-1)
 * FEM_YoungsModulus = xx (in mm−1·kg·s−2)
 * FEM_YoungsModulus_Z
 * FEM_YoungsModulus_X

Ogni proprietà ha una descrizione in linguaggio umano in questa pagina del Materiale, con eventuali link a ulteriori informazioni (ad esempio a Wikipedia).

Per ogni proprietà deve essere definita una unità di misura, in base al sistema di unità interno mm-kg-s di FreeCAD! Ciò consente un utilizzo e una traduzione coerenti.

La chiave (nome) e i valori delle proprietà utilizzano solo caratteri ASCII (7 bit). Le chiavi sono scritte in Camel-Case (maiuscole anche all'interno della parola), ma interpretate come case-insensitive (non sensibili alle maiuscole).

La sottolineatura (separazione delle parole con il carattere di sottolineatura) consente poi una vista ad albero delle proprietà per editarle o visualizzarle raggruppate.

Strumenti
Ci sono alcune buone risorse esterne per gestire più facilmente i materiali:
 * Units calculater per informazioni sul materiale nell'unità necessaria per FreeCAD
 * http://www.matweb.com/ database gratuito con migliaia di dati sui materiali

Database dei materiali
Dato per scontato che lo standard di cui sopra sia stato implementato, è sciocco ripetere la memorizzazione di tutte le proprietà per ogni oggetto. Fondamentalmente siamo in grado di costruire un DataBase dei Materiali con il nome come chiave primaria. Quindi, se non ci sono esigenze particolari, per un materiale è sufficiente definire, ad esempio, Name = Acciaio e FreeCAD può recuperare tutte le proprietà dal DB. Ogni ulteriore proprietà impostata nella mappa sovrascrive quella del DB.

In futuro possiamo ospitare questo DB da qualche parte nel web e costruire un DB OpenSource generale dei materiali.

Al momento penso a una lista compilata con un mini set di dati per una serie di materiali "di base" e le loro proprietà di base e a una versione completa basata su SQLite.

Material.py
Since handling material-properties is a tedious work we should implement a Python front-end module calls Material.py. This will be the place to implement all kind of helper methods for material handling.
 * Calculation of Mass out of Volume and Density
 * Translation in different unit systems
 * Calculation needed in special application (e.g. FEM)
 * and anything else we don't know yet :)

Il modulo implementato in questo modo può essere eseguito in FreeCAD o indipendentemente dalla riga di comando (la mappa-proprietà-dei-materiali deve essere data come mappa python).

Formato dei file della cartella dei materiali di FreeCAD
Lavorare con i materiali significa spesso importare o esportare delle definizioni-di-materiali. È quindi necessario stabilire un formato dei file. Dal momento che abbiamo solo la forma chiave o valore, possiamo utilizzare un formato di file semplice, facile da leggere e da analizzare. Quindi viene scelto il formato ini-file. È standardizzato e ci sono già dei parser disponibili. Ad esempio il Config parser module in python.

Ogni definizione di materiale risiede in un file con l'estensione .FCMat. Alcuni di questi file sono parte del sorgente di FreeCAD e sono compilati nel binario. Questo per salvarli come risorsa aggiuntiva della distribuzione e averne accesso. Ma i file possono anche essere posizionati e cercati in posti diversi per consentire la definizione di materiali aggiuntivi, non standard.

Examples
; last modified 1 April 2001 by John Doe Name=Steel_Cast Father=Steel Source=Some material book everyone knows (or not) ;Some comment [EN10027] ; steel standard EN 10027-1 Name=S235JR+AR [Graphic] Color_Emissiv = 255,255,255

Material properties
Here now the description of agreed material-properties. Feel free to add a subsection for the material-properties of you field of expertise.

General
ToDos: add some properties with an ordering system for materials (metal, alloy, mineral, wood, ....)

Mechanical
ToDos: further add properties needed for mechanical design.

Graphical
This section defines material-properties which are related to the visual appearance of the material. The

Finite Element Method
ToDos: Build up collection of FEM material properties.

Computational Fluid Dynamics
ToDos: Build up collection of CFM material properties.

Architecture and BIM
ToDos: add sustainability & LEED properties