如何使用FEMTransfer软件转换任意材料属性（手动方法）

一、技术背景

各类有限元分析软件支持的材料属性数量和特性都不同。Ansys支持的材料属性是最丰富的，能够支持多达几十种各种类型的单元类型和材料属性。Nastran支持各向同性材料、二维/三维各向异性材料、正交异性材料、复合材料等共六种材料属性，而Abaqus支持的材料属性数量介于Nastran和Ansys之间。船舶与海工专用分析软件Sesam支持的材料属性最少，只支持各向同性材料。

将一款仿真分析软件的有限元模型导入另外一款仿真分析软件后，可能并不支持该材料属性，很容易会出现丢失单元的问题，尤其是当从支持材料属性多的软件（如Ansys）往支持材料属性数量少的软件（如Patran/Nastran、Abaqus）转换时。

二、解决方法

FEMTransfer软件支持转换的材料属性：支持线性同性Isotropic材料（如钢材）、二维/三维各向异性Anisotropic材料、二维/三维正交异性Orthotropic材料、多层复合材料四种材料属性，但按照教程指导即可转换其他任何类型材料属性。

由于所有仿真分析软件都支持各向同性材料，为了实现能够将任何材料属性都完美转换到新的仿真分析软件中，FEMTransfer软件采取了一种中转方法：先在导出模型软件中将所有材料属性都调整成各向材料属性，注意要将各材料属性分开创建材料属性而不要共用材料属性。使用FEMTransfer软件完成有限元模型的转换后，根据材料属性编号直接在导入的新软件中修改材料属性即可。

考虑到材料编号并不容易获取，可以采取两种方法：第一种方法就是导入FEMTransfer转换程序生成的.py、.ses等自动化后处理脚本文件，将材料名称改成和原始模型中材料属性一致，方便快速找到正确的材料属性；第二种方法就是，将原始模型中的同性材料属性中的密度定义为101、201、301等这种代表这类特殊数值，方便在新模型软件中快速找到该材料属性，这种方法适用于原始模型中未定义材料属性名称等特殊情况。

2.1）Abaqus

在Module下拉菜单中选择Property，点击按钮进入材料属性编辑对话框，选中要修改的材料属性后点击Edit按钮，先点击按钮删除原有的全部材料属性后，重新写入新的材料属性参数即可。

2.2）Ansys

修改Ansys中的材料属性参数的方法有两种：第一种是通过命令流，适合于高级用户；第二种就是通过GUI操作界面修改。GUI操作界面修改方法：点击Preprocessor→Material Props→Material Models，找到对应材料编号的材料属性，先添加新的材料属性再删除旧的材料属性。

 

2.3）Sesam、Sacs

由于Sesam、Sacs软件只支持各向同性材料，所以这里不需要讨论将材料属性转换成其他类型属性的情况。

2.4）Patran/Nastran

Abaqus、Ansys、Sesam软件都可以在软件操作界面中直接改成新的材料属性，但Patran则禁止直接在软件操作界面中改成其他类型材料属性。为了解决这个问题，可以通过手动修改bdf模型文件中的材料属性，达到改成其他类型材料属性的目的。具体操作就是，首先打开FEMTransfer转换得到的bdf文件，找到对应的旧材料属性编号，然后修改成Nastran支持的新材料属性空参数，然后就可以导入Patran软件后再通过软件操作界面继续编辑各材料属性参数。Nastran支持的全部材料属性信息如下：

1）各向同性材料MAT1
各向同性材料时常用的一种材料，它在各个方向都有同样的材料特性，工程中常用的钢结构就属于这种材料属性。
MAT1,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,

2）二维各向异性材料MAT2
MAT2,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,

3）轴对称体正交异性材料MAT3
MAT3,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,

4）二维正交异性材料MAT4
MAT4,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,

5）三维各向异性材料MAT9
MAT9,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,

6）层复合材料PCOMP
PCOMP,材料编号,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,

使用FEMTransfer软件转换任意材料属性（手动方法）的教程视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1pf4y187sD/