Pokud byl v {%}/}000367 Model - zakladni data]] 9/doplnkove-analyzy/nonlinearni-chovani-materialu Nelinearni -chovani-materialu] (nutná licence), jsou vedle položky 'Izotropní materiálové modely | Lineárně elastický' a 'ortotropní | Lineárně elastický' v seznamu materiálových modelů k dispozici další možnosti.
Pokud v programu RFEM používáte nelineární materiálové modely, provádí se vždy iterační výpočet. V závislosti na materiálovém modelu je definována patřičná závislost napětí a přetvoření.
Tuhost konečných prvků se v průběhu iterací znovu a znovu upravuje, aby byl dodržen vztah mezi napětím a přetvořením. Úprava se vždy provádí pro celou plochu nebo těleso. Proto doporučujeme vždy používat Konstantní v prvcích sítě .
Některé materiálové modely jsou v programu RFEM označeny jako 'plastické', jiné jako 'nelineárně elastické'.
Pokud se konstrukční prvek z nelineárně elastického materiálu opět odlehčí, vrátí se přetvoření stejnou cestou zpět. Při úplném odlehčení nezůstává žádné přetvoření.
Při odlehčování konstrukčního prvku s plastickým materiálovým modelem zůstává po úplném odlehčení zbytkové přetvoření.
Zatížení a odlehčení lze simulovat pomocí addonu Analýza fází výstavby.
Základní informace o nelineárních materiálových modelech najdete v odborném článku Podmínky plasticity v izotropním nelineárním elastickém materiálovém modelu.
Vnitřní síly v deskách s nelineárním materiálem vyplývají z numerické integrace napětí přes tloušťku desky. Chcete-li zadat metodu integrace pro tloušťku, vyberte v dialogu 'Upravit tloušťku' možnost Zadat metodu integrace. K dispozici jsou tak následující integrační metody:
- Gaussova-Lobattova kvadratura
- Simpsonovo pravidlo
- Lichoběžníkové pravidlo
Kromě toho lze zadat 'počet integračních bodů' pomocí tloušťky plechu od 3 do 99.
Izotropní plastický (pruty)
Pokud jste vybrali možnost Izotropní | Plastický (pruty), vytvoří se záložka pro zadání nelineárních materiálových parametrů.
V této záložce zadejte závislost napětí-přetvoření. K dispozici jsou následující možnosti:
- Norma
- Bilineární
- Graf
Pokud zvolíte Základní, RFEM použije bilineární materiálový model. Pro modul pružnosti E a mez kluzu fy se použijí hodnoty z materiálové databáze. Z numerických důvodů není větev grafu přesně vodorovná, ale má malý sklon Ep.
Pokud chcete změnit hodnoty meze kluzu a modulu pružnosti, zaškrtněte v záložce 'Základní údaje' volbu Uživatelsky zadaný materiál.
V případě bilineárního zadání je možné zadat také hodnotu pro Ep.
Složitější vztahy mezi napětím a přetvořením lze definovat pomocí Pracovního diagramu. Pokud zaškrtnete tuto možnost, zobrazí se záložka 'Pracovní diagram'.
V každém řádku definujte bod pro závislost napětí-přetvoření. V seznamu 'Konec diagramu' pod diagramem můžete vybrat, jak má diagram pokračovat za posledním definičním bodem:
V případě možnosti 'Kolaps' spadne napětí za posledním definičním bodem zpět na nulu. 'Tečení' znamená, že napětí zůstane konstantní s rostoucím přetvořením. 'Spojitý' znamená, že křivka pokračuje se sklonem stejným jako mezi posledními body.
Izotropní plastický (plochy/tělesa)
Pokud jste vybrali možnost Izotropní | Plastický (plochy/tělesa), vytvoří se záložka pro zadání nelineárních materiálových parametrů.
Nejprve vyberte 'Hypotézu porušení od napětí' (pevnostní hypotézu). Můžete si vybrat z následujících hypotéz:
- von Mises (energetická hypotéza)
- Tresca (hypotéza max. smykového napětí)
- Drucker-Prager
- Mohr-Coulomb
Pokud vyberete von Mises, použije se v pracovním diagramu následující napětí:
Plochy:
Tělesa:
Podle Trescovy hypotézy se použije následující napětí:
Plochy:
Tělesa:
Podle Druckerovy-Pragerovy hypotézy se pro plochy a tělesa použije následující napětí:
σc | Mezní napětí v tlaku |
σt | Mezní napětí v tahu |
Podle Mohrovy-Coulombovy hypotézy se pro plochy a tělesa použije následující napětí:
Izotropní nelineárně elastický (pruty)
Funkčnost do značné míry odpovídá materiálovému modelu Izotropní plastický (pruty). Na rozdíl od něj však po odlehčení napětí nedochází k žádné plastické deformaci.
Izotropní nelineárně elastický (plochy/tělesa)
Funkčnost do značné míry odpovídá materiálovému modelu Izotropní plastický (plochy/tělesa). Na rozdíl od něj však po odlehčení napětí nedochází k žádné plastické deformaci.
Izotropní Poškození (plochy/tělesa)
Na rozdíl od jiných materiálových modelů není pracovní diagram pro tento materiálový model antimetrický vzhledem k počátku. Tímto způsobem lze například modelovat chování drátkobetonu. Podrobné informace o modelování drátkobetonu naleznete v odborném článku Stanovení materiálových vlastností drátkobetonu.
U tohoto materiálového modelu je izotropní tuhost redukována skalárním parametrem poškození. Tento parametr poškození se stanoví na základě průběhu napětí, které je definováno v diagramu. V tomto případě se nezohledňuje směr hlavních napětí, ale dochází k poškození ve směru srovnávacího poměrného přetvoření, které zahrnuje také třetí směr kolmý na rovinu. Tahové a tlakové oblasti tenzoru napětí jsou řešeny odděleně. V každém případě platí různé parametry poškození.
Velikost "referenčního prvku" určuje, jak se má přetvoření v oblasti trhlin přizpůsobit délce prvku. Při přednastavené nulové hodnotě nedochází ke změně měřítka. Tímto způsobem se téměř realisticky modeluje materiálové chování drátkobetonu.
Teoretické základy materiálového modelu 'Izotropní Poškození' najdete v odborném článku Nelineární materiálový model Poškození.
Ortotropní plastický (plochy) / Ortotropní plastický (tělesa)
Materiálový model Tsai-Wu propojuje plastické a ortotropní vlastnosti. To umožňuje speciální modelování materiálů s anizotropními vlastnostmi, jako jsou plasty vyztužené vlákny nebo dřevo.
Při plastizaci materiálu zůstávají napětí konstantní. Dochází k jejich redistribuci v závislosti na tuhosti v jednotlivých směrech.
Pružná oblast odpovídá materiálovému modelu Ortotropní lineárně elastický (tělesa) . Pro plastickou oblast platí následující podmínka plasticity podle Tsai-Wu:
Plochy (2D):
Tělesa (3D):
Veškeré pevnosti je třeba zadat jako kladné hodnoty.
Podmínku plasticity si můžeme představit jako plochu ve tvaru elipsy v šestirozměrném prostoru napjatosti. Pokud se jedna z daných tří složek napětí uvažuje jako konstantní hodnota, lze plochu promítnout do trojrozměrného prostoru napjatosti.
Pokud je hodnota fy (σ) podle rovnice {%/#formula001072 Tsai-Wu, rovinná napjatost]] menší než 1, jsou napětí v pružné oblasti. Plastické oblasti je dosaženo, jakmile fy (σ) = 1. Hodnoty větší než 1 nejsou přípustné. Model lze charakterizovat jako ideálně plastický, tzn. nedochází ke zpevnění.
Zdivo
Pokud addon https://www.dlubal.com/cs/produkty/addony-pro-pridavne-moduly-pro-rfem-6-a-rstab .com/cs/produkty/addony-pro-rfem-6-a-rstab-9/posouzeni/posouzeni- zdiva Posouzení zdiva (nutná licence), jsou pro materiál k dispozici materiálové modely 'Izotropní typ 'Zdivo' | Zdivo | Plastická (plochy)' a 'Ortotropní | Zdivo | Plastický (plochy)'.
Oba materiálové modely jsou popsány v kapitole Materiály manuálu pro Posouzení zdiva.