Material/de

Diese Seite erklärt das Materialdatensystem in FreeCAD.

Diese Seite befindet sich noch in der Übersetzung!

Überblick
Weil es schwierig bis unmöglich ist, einen festes oder komplette Bestand an Materialeigenschaften festzulegen, wählen wir einen offeneren Weg. Jedes Objekt in FreeCad das mit Materialien zu tun hat, hat eine Eigenschaft die mit "Material" benannt ist und eine Schlüssel/Wert-Liste ist, die eine unendliche Zahl an Materialeigenschaften enthalten kann. Weil dieser Weg mit solchen Daten umzugehen sehr offene und erweiterbar ist, besteht auch die Gefahr von Chaos. Deswegen beschreibt diese Seite einige Regeln und grundsätzlichen Eigenschaften um mit solchen Materialeigenschaften-Listen umzugehen.

Regeln
Jeder Eigenschaftssatz hat nur einen notwendigen Eintrag der "Name" benannt ist. Die ist der primäre Schlüssel des Materials. Die restlichen Materialeigenschaften sind optional oder können aus einer Materialdatenbank bezogen werden.

Eigenschaftsnamen (Schlüssel) nach Wörtern getrennt durch Unterstriche geordnet. The first substring is named by the application or standard, the following can be used to further group the properties.

Die Werte können durch Unterstriche gruppiert werden, z.B. um verschiedene Stahlsorten zu unterscheiden. Beispiel:
 * Name=Steel_Cast
 * SpecificWeight=7.85 (at 20° in kg/mm3)
 * EN10027_name = S235JR+AR (steel standard EN 10027-1)
 * FEM_YoungsModulus = xx ( in  mm−1·kg·s−2
 * FEM_YoungsModulus_Z
 * FEM_YoungsModulus_X

Jede Eigenschaft hat auf dieser Seite eine für Menschen lesbare Beschreibung, mit Verbindungen zu weiteren Informationen (z.B. Wikipedia)

Für jede Eigenschaft muss eine Maßeinheit angegeben werden, basierend auf dem FreeCAD-internen Einheitensystem mm-kg-s! Dies ermöglichte eine einheitliche Nutzung und Übersetzung.

Der Schlüssel (Name) und der Wert der Eigenschaft darf nur ASCII-Zeichen (7-Bit) beinhalten. Die Schlüssel werden in Camel-Case (Binnenmajuskel) geschrieben, aber case-insensitive (unabhängig von der Groß- und Kleinschreibung) interpretiert.

Die Unterstriche ermöglichen später einen Eigenschaftseditor in Baumansicht der eine Faltung anbietet.

Werkzeuge
Es gibt einige Quellen um Materialien einfacher zu handhaben:
 * Einheitenrechner um deine Materialinformationen in einer Einheit passend für FreeCAD zu erhalten
 * http://www.matweb.com/ freie Materialdatenbank mit tausenden Materialwerten

Material-Datenbank
Sobald der obige Standard implementiert ist, wäre es dumm die Eigenschaften wieder und wieder in den Objekten zu speichern. Grundsätzlich können wir eine Material-DB mit den Namen als Primärschlüssel aufbauen. Falls du dann keine speziellen Voraussetzungen an das Material hast, gibst du einfach z.B. Name=Steel an und FreeCAD holt sich die entsprechenden Eigenschaften aus der Datenbank. Jede zusätzliche Eigenschaft die du in der map (TODO: Übersetzung für map) setzt, überschreibt die entsprechende aus der DB.

Zukünftig können wir die DB irgendwo im Netz ablegen und daraus eine grundsätzliche OpenSource Material-DB machen.

Momentan denke ich an einen einkompilierten Minidatensatz, mit einem Satz "Basis"-Materialien und ihren Grundeigenschaften und einer SQLite-basierten Vollversion.

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 :)

The module should be implemented that way it can run in FreeCAD or stand alone on the command line (material-property-map has be given as python map).

The FreeCAD material card file format
Working with materials means often import/export material-definitions. There fore a file format is needed. Since we have only key/value form, we can use a simple and easy to read and parse file format. There fore the ini-file format is chosen. Its standardized and there are already parser available. E.g the Config parser module in python.

Each material definition reside in a file with the ending .FCMat. Some of this files are part of the FreeCAD source and get compiled into the binary. This is to save overhead in distribution and access. But also files can be placed and searched on different places to allow additional non-standard material definitions.

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