Materiały

Do zdefiniowania przekrojów wymagane są materiały. Die Materialeigenschaften fließen in die Steifigkeiten der Stäbe ein.

Okno dialogowe 'Nowy materiał'

Nazwa

Materiałowi można nadać dowolną nazwę. Wenn die Bezeichnung mit einem Eintrag der Bibliothek übereinstimmt, liest RSTAB die hinterlegten Materialkennwerte ein. Um das Material in der Bibliothek auszuwählen, klicken Sie auf die Schaltfläche am Ende der Eingabezeile. Die Übernahme von Materialien ist im Kapitel Materialbibliothek beschrieben.

W przypadku materiałów z biblioteki 'Podstawowe właściwości materiałowe' są ustawione domyślnie i nie można ich zmienić. Aby zastosować właściwości materiału zdefiniowane przez użytkownika, w sekcji 'Opcje' należy zaznaczyć pole wyboru Materiał zdefiniowany przez użytkownika (zob. sekcja Materiał zdefiniowany przez użytkownika).

Główne

W zakładce Główne można zarządzać podstawowymi parametrami materiału.

Typ materiału

Typ materiału służy do definiowania kategorii materiału. Od kategorii zależy, które parametry i współczynniki są istotne dla obliczeń. Typ materiału określa również częściowe współczynniki bezpieczeństwa materiału, które są uwzględniane przy wymiarowaniu, w zależności od normy.

W przypadku materiału pobranego z biblioteki domyślnie ustawiony jest jeden z poniższych typów materiału.

Typy materiałów

Model materiałowy

In der Liste stehen die Materialmodelle 'Isotrop | Linear elastisch' und 'Isotrop | Drewno | Linear Elastisch (Stäbe)' (bei Holzmaterialien) zur Auswahl.

Wybór modelu materiałowego

Izotropowy liniowo sprężysty

Liniowo sprężyste właściwości sztywności materiału są niezależne od kierunku. Można je opisać w następujący sposób:

Muszą być spełnione poniższe warunki:

• E > 0
• G > 0
• ν > -1

Izotropowy | Drewno | Liniowo sprężysty (pręty)

Ten model można wybrać w przypadku materiałów typu 'Drewno'. Umożliwia on na przykład odwzorowanie właściwości płyty OSB w modelu pręta, z uwzględnieniem różnych sztywności w zależności od pozycji montażowej. Położenie płyty można zdefiniować w zakładce 'Izotropowy | Drewno | | Liniowo sprężysty (pręty)' przy użyciu dwóch list.

Parametry drewnianego materiału izotropowego liniowo sprężystego dla prętów

Moduł sprężystości

Moduł sprężystości podłużnej (moduł Younga) opisuje stosunek naprężenia normalnego do odkształcenia.

Moduł ścinania

Moduł ścinania G (moduł odkształcalności postaciowej, moduł Kirchhoffa) jest drugim parametrem używanym do opisu sprężystego zachowania liniowego, izotropowego i homogenicznego materiału. W tym przypadku odkształcenie występuje pod wpływem naprężenia stycznego.

Współczynnik Poissona

Współczynnik (liczba) Poissona v jest wymagany do określenia odkształcenia poprzecznego. W przypadku materiałów izotropowych współczynnik Poissona wynosi zazwyczaj między 0,0 a 0,5. Jeżeli zatem wartość ta przekracza 0,5 (np. dla gumy), należy przyjąć, że materiał nie jest izotropowy.

Zależność pomiędzy modułem sprężystości, modułem ścinania i współczynnikiem Poissona dla materiału izotropowego wyraża równanie Współczynnik Poissona.

Wenn Sie ein Benutzerdefiniertes Material mit seinen isotropen Eigenschaften eingeben, ermittelt RSTAB die Querdehnzahl aus den Werten des E- und G-Moduls. To domyślne ustawienie można w razie potrzeby zmienić na liście 'Typ definicji'.

Typ definicji właściwości materiału

Ciężar właściwy / gęstość

Ciężar właściwy γ określa ciężar materiału na jednostkę jego objętości. Parametr ten jest szczególnie istotny dla przypadku obciążenia typu "Ciężar własny". Die automatische Eigenlast des Modells wird aus dem spezifischen Gewicht und den Querschnittsflächen der verwendeten Stäbe ermittelt.

Gęstość ρ określa masę materiału na jednostkę objętości. Parametr ten jest wymagany do analiz dynamicznych.

Współczynnik rozszerzalności cieplnej

Współczynnik rozszerzalności cieplnej α charakteryzuje liniową zależność pomiędzy zmianami temperatury a zmianami długości (wydłużanie się materiału wskutek nagrzewania, skracanie wskutek ochłodzenia).

Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest istotny dla obciążeń typu 'Temperatura' i 'Zmiana temperatury'.

Materiał zdefiniowany przez użytkownika

W przypadku materiałów z biblioteki ich właściwości są ustawione domyślnie. Nie można ich zatem zmieniać bezpośrednio w polach wprowadzania danych.

Aby zmodyfikować właściwości materiału, należy zaznaczyć pole wyboru Materiał zdefiniowany przez użytkownika w sekcji 'Opcje'. Powoduje to aktywację pól do wprowadzania podstawowych właściwości materiału w zakładce 'Główne'. W zakładce 'Wartości materiałowe' można też zmieniać parametry specyficzne dla obliczeń.

Dostosowanie właściwości materiału

Modyfikacja sztywności

W przypadku materiału zdefiniowanego przez użytkownika istnieje możliwość modyfikacji sztywności, na przykład w celu uwzględnienia współczynników bezpieczeństwa lub obniżonych właściwości materiału. Na liście 'Typ modyfikacji' dostępne są dwie opcje:

• Dzielnik dla modułów E i G
• Mnożnik dla modułów E i G

Dostosuj sztywność materiału

W sekcji 'Parametry' należy wprowadzić współczynnik, przy pomocy którego ma zostać zmodyfikowana sztywność.

Zależne od temperatury

Aby zdefiniować materiał liniowo sprężysty o właściwościach naprężeniowo-odkształceniowych zależnych od temperatury, w sekcji 'Opcje' należy zaznaczyć pola wyboru Zdefiniowane przez użytkownika i Zależne od temperatury. Następnie w zakładce 'Zależne od temperatury' można zdefiniować właściwości materiału zależne od temperatury. Właściwości te są uwzględniane w przypadku obiektów, które są obciążone termicznie temperaturą lub zmianą temperatury. Bei der Berechnung der Temperaturlasten wird die Endtemperatur des jeweiligen Schritts angesetzt.

Definiowanie właściwości materiału zależnych od temperatury

Z listy 'Właściwość zależna od temperatury' należy wybrać właściwość materiału, na przykład moduł sprężystości. Erzeugen Sie dann mit der Schaltfläche die erforderlichen Tabellenzeilen, damit Sie die Temperaturen mit den zugehörigen Werten zeilenweise eintragen können. Przycisk lassen sich die Daten auch aus einer Excel-Tabelle importieren.

'Temperatura odniesienia' definiuje sztywności dla obiektów, które nie są obciążone termicznie. Bei einem Referenzwert von beispielsweise 300 °C wird für alle Stäbe der reduzierte E-Modul dieses Punkts der Temperaturkurve angesetzt.