Материалы

Материалы необходимы для определения поверхностей, сечений и тел. Свойства материала влияют на жесткость этих объектов.

Диалоговое окно ' Новый материал '

Наименование

Можно задать любое название для материала. Если описание соответствует записи в базе данных, RFEM импортирует сохраненные свойства материала. Чтобы выбрать материал из базы данных, нажмите кнопку в конце входной линии. Импорт материалов описан в разделе База данных материалов.

Для материалов из базы данных 'Основные свойства материала' установлены по умолчанию и не могут быть изменены. Если вы хотите использовать пользовательские свойства материала, поставьте галочку у пользовательского материала в разделе диалога 'Возможности' (см. ).

Основное

Вкладка Основные данные управляет основными параметрами материала.

Тип материала

Тип материала используется для определения категории материала. Он регулирует параметры и коэффициенты, значимые для расчета. Тип материала также определяет его частичные коэффициенты надежности, которые учитываются при расчете в зависимости от выбранного норматива.

Для материала, выбранного из базы данных, предустановлен один из следующих типов материала.

Типы материала

Модель материала

Для выбора в списке доступны следующие модели материала:

Выбор модели материала

Изотропная линейная упругая

Линейно-упругие свойства жесткости материала не зависят от направлений. Их можно описать следующим образом:

Применяются следующие условия:

• E > 0
• [LinkToImage03] > 0
• -1 < ν ≤ 0,5 (для поверхностей и тел; без верхнего предела для стержней)

Матрица упругости (обратная матрице жесткости) для поверхностей заключается в следующем:

Ортотропная линейная упругая (поверхности)

Для этого типа модели материала можно задать свойства жесткости, которые выглядят по-разному в обоих направлениях поверхности х и у. Это позволяет представить свойства, например, пластика, армированного стекловолокном, ребристых перекрытий или направления напряжений армированных потолков. Оси поверхности х и у перпендикулярны друг другу в плоскости поверхности.

Чтобы задать различные свойства материала для направлений x и y, активируйте флажок Пользовательский материал в разделе диалога 'Опции'. Затем во вкладке 'Ортотропная - линейная упругая (поверхности)' можно задать параметры материала.

Матрица жесткости для ортотропного линейно -упругого материала (поверхности)

Для положительно определенной матрицы жесткости должны быть выполнены следующие условия:

• E_х > 0;_Ey > 0
• _GYZ > 0;_xz > 0;_xy > 0
• $$\left|{\mathrm{\nu }}_{\mathrm{xy}}\right|<\sqrt{\frac{{\mathrm{E}}_{\mathrm{x}}}{{\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}}}$$

  коэффициент Пуассона

Ортотропная линейная упругая (тела)

В трехмерной ортотропной модели материала можно задать упругую жесткость отдельно во всех направлениях тела. Чтобы задать различные свойства материала для каждого направления, активируйте флажок Пользовательский материал в разделе диалога 'Опции'. Затем во вкладке 'Ортотропная - линейная упругая (тела)' можно задать параметры материала.

Матрица жесткости для ортотропного линейного упругого материала (тел)

Элементы матрицы жесткости, определенные на основе введенных данных, указаны во вкладке 'Ортотропная - линейная упругая (тела) - матрица жесткости'.

Изотропная деревянная линейная упругая (стержни)

Данную модель материала можно выбрать для материалов типа 'Древесина'. Он позволяет отобразить, например, свойства ориентированно-стружечной плиты (OSB) в модели стержня, включая различные значения жесткости в зависимости от положения установки. Положение доски можно задать в диалоговом окне 'Изотропная древесина | Линейная упругая (стержни)' с помощью двух списков.

Параметры изотропного линейно упругого деревянного материала для стержней

Ортотропная деревянная линейная упругая (поверхности)

Эта модель материала может быть использована для материалов типа 'Древесина' для контроля модуля упругости в отношении несущей способности в качестве стены или панели, а также модуля сдвига G_xy : Например, ориентированно-стружечные плиты имеют направленную жесткость в зависимости от их монтажного положения в модели.

Параметры жесткости можно задать в 'Ортотропной деревянной | Линейная упругая (поверхности)' вкладка Для древесных материалов из базы данных будут предустановлены значения по умолчанию. Чтобы задать различные свойства материала для каждого направления, сначала активируйте флажок Пользовательский материал в разделе диалога 'Опции' (см. абзац Пользовательский материал).

Параметры ортотропного линейно-упругого деревянного материала для поверхностей

модуль упругости

Модуль упругости E описывает соотношение между нормальным напряжением и деформацией.

Модуль сдвига

Модуль сдвига G представляет собой второй параметр, используемый для описания упругости линейного изотропного и однородного материала. В данном случае деформация основана на касательном напряжении.

поперечная деформация

Для определения поперечной деформации требуется коэффициент Пуассона ν. Как правило, коэффициент Пуассона изотропных материалов лежит между 0.0 и 0.5. Таким образом, при значении более 0.5 (например, резины) предполагается, что материал не является изотропным.

Связь между модулем упругости, модулем сдвига и коэффициентом Пуассона' для изотропного материала описана в уравнении {%://#formula001017'коэффициента Пуассона]].

При вводе пользовательского материала с его изотропными свойствами, RFEM определяет коэффициент Пуассона' на основе значений модуля упругости и модуля сдвига. При необходимости, можно изменить эту предустановку в списке 'Тип задания'.

Задание для свойств материала

Объемный вес / массовая плотность

Объемный вес γ описывает вес материала на единицу объема. Данная спецификация особенно важна для типа нагрузки 'Собственный вес'. Автоматический собственный вес модели определяется из объемного веса и площадей сечений используемых стержней или поверхностей и тел.

Плотность ρ описывает массу материала на единицу объема. Эта информация требуется для динамического расчета.

Коэффициент температурного расширения

Коэффициент температурного расширения α описывает линейную корреляцию между изменениями температуры и длины (удлинение материала из-за нагрева, сокращение вследствии охлаждения).

Коэффициент температурного расширения относится к типам нагрузок 'Температура' и 'Изменение температуры'.

Пользовательский материал

Предварительно установлены свойства материалов из базы данных. Следовательно, их нельзя изменить прямо в полях ввода.

Чтобы настроить свойства материала, установите флажок Пользовательский материал в разделе диалога 'Опции'. Затем становятся доступными поля ввода в разделе диалога 'Основные свойства материала' вкладки 'Основные данные'. Вкладку 'Значения материала' можно использовать также для изменения специфических для расчёта свойств.

Настройка свойств материала

Когда задан материал с ортотропными свойствами, можно использовать вкладку 'Ортотропная' для настройки модуля упругости и модуля сдвига, а также коэффициентов Пуассона' (см. Матрица жесткости для ортотропного линейного упругого материала]]). Если активировать функцию 'Задать элементы матрицы жесткости', можно будет задать элементы матрицы жесткости также вручную.

Определение элементов матрицы жесткости

Модификация жёсткости

В случае пользовательского материала можно настроить жесткость, например, для учета коэффициентов надежности или приведенных свойств материала. В списке 'Тип модификации' доступны два варианта:

• Коэффициент деления для модулей E и G
• Коэффициент умножения для модулей E и G

Регулировка жесткости материала

В разделе диалога 'Параметры' введите коэффициент, на который будет регулироваться жесткость материала.

Зависящие от температуры

Чтобы задать линейно упругий материал с деформационно-прочностными свойствами, зависящими от температуры, установите флажки Пользовательский и Зависящий от температуры в разделе диалога 'Опции'. Затем можно во вкладке 'Зависящие от температуры' задать свойства материала, зависящие от температуры. Эти свойства материала учитываются у объектов, которые подвергаются термическому напряжению от температуры или изменения температуры.

Определение температурно-зависимых свойств материала

В списке 'Свойство, зависящее от температуры', выберите свойство материала; например, модуль упругости. Затем используйте кнопку для создания требуемые строки таблицы, для того, чтобы можно было вводить температуры с соответствующими значениями по строкам. вы можете использовать данные можно также импортировать из таблицы Excel.

'Исходная температура' определяет жесткость для объектов без температурных нагрузок. При установленном контрольном значении, например, 300 °C, применяется пониженный модуль упругости этой точки температурной кривой для всех стержней и поверхностей.