Materiales

Materiales son necesarios para definir superficies, secciones y cuerpos de volumen. Las propiedades del material se integran en las rigideces de estos objetos.

Nombre

Puede asignar cualquier nombre al material. Si el nombre coincide con una entrada de la biblioteca, RFEM leerá los valores de material almacenados. Para seleccionar el material de la biblioteca, haga clic en el botón al final de la línea de entrada. La adopción de materiales se describe en el capítulo Materialbibliothek.

Para los materiales de la biblioteca, los 'Valores básicos del material' están fijos y no se pueden modificar. Si desea utilizar valores personalizados del material, marque la casilla de control Material personalizado en la sección 'Opciones' (ver sección Benutzerdefiniertes Material).

Base

El registro Base gestiona los parámetros básicos del material. También ofrece opciones de control para establecer propiedades especiales en registros adicionales.

Categorías

En esta sección, se define el tipo de material y el modelo de material.

Tipo de material

El tipo de material controla qué parámetros y coeficientes son relevantes para el dimensionamiento. Esta clasificación también define los coeficientes parciales de seguridad del material que se consideran en el dimensionamiento según la norma.

Para un material de la biblioteca, uno de los siguientes tipos de material está predefinido.

Modelo de material

En la lista se pueden seleccionar los siguientes modelos de material:

Isótropo | Elástico lineal

Las propiedades de rigidez elástica lineal del material son independientes de la dirección. Se pueden describir de la siguiente manera:

Se aplican las siguientes condiciones:

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0,5 (para superficies y cuerpos de volumen; sin límite superior para barras)

La matriz de flexibilidad (inversión de la matriz de rigidez) para superficies es:

Ortótropo | Elástico lineal (Superficies)

En este modelo de material se pueden definir propiedades de rigidez que son diferentes en las dos direcciones de la superficie x e y. Esto permite representar, por ejemplo, las propiedades de plásticos reforzados con fibra de vidrio, losas con nervaduras o las direcciones de tensado en losas reforzadas. Los ejes de superficie x e y son perpendiculares entre sí en el plano de la superficie.

Para definir diferentes propiedades del material para las direcciones x e y, active la casilla de control Benutzerdefiniertes Material en la sección 'Opciones'. En el registro Ortótropo | Elástico lineal (Superficies), puede entonces definir los parámetros del material.

Para una matriz de rigidez definida positivamente, deben cumplirse las siguientes condiciones:

• E_x > 0; E_y > 0
• G_yz > 0; G_xz > 0; G_xy > 0
• $$\left|{\mathrm{\nu }}_{\mathrm{xy}}\right|<\sqrt{\frac{{\mathrm{E}}_{\mathrm{x}}}{{\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}}}$$

  Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson puede definirse para ambas direcciones ortotrópicas. Los subíndices para ν_xy y ν_yx están asignados de la siguiente manera: el primer índice es para la deformación en la dirección de la tensión, el segundo es para la deformación negativa transversal a la dirección de la tensión.

Ortótropo | Elástico lineal (Cuerpos de volumen)

En el modelo de material ortotrópico tridimensional, las rigideces elásticas se pueden definir separadamente en todas las direcciones del cuerpo de volumen. Para definir diferentes propiedades de material para cada dirección, active la casilla de control Benutzerdefiniertes Material en la sección 'Opciones'. En el registro Ortótropo | Elástico lineal (Cuerpos de volumen), puede entonces definir los parámetros del material.

Los elementos de la matriz de rigidez determinados a partir de las entradas se indican en el registro 'Ortótropo | Elástico lineal (Cuerpos de volumen) - Matriz de rigidez'.

Isótropo | Madera | Elástico lineal (Barras)

Este modelo de material está disponible para materiales del tipo 'Madera'. Puede representar, por ejemplo, las propiedades de una placa OSB en un modelo de barra que capture las diferentes rigideces en función de la posición de instalación. Puede determinar la posición de la placa en el registro Isótropo | Madera | Elástico lineal (Barras) a través de las dos listas.

Ortótropo | Madera | Elástico lineal (Superficies)

Para materiales del tipo 'Madera', este modelo de material puede controlar el módulo de elasticidad con respecto al efecto estructural como pared o placa, así como el módulo de corte G_xy: Las placas OSB, por ejemplo, presentan rigideces dependientes de la dirección según la posición de instalación en el modelo.

Los parámetros de rigidez se pueden definir en el registro Ortótropo | Madera | Elástico lineal (Superficies). Para materiales de madera de la biblioteca, hay valores estándar predeterminados. Para definir diferentes propiedades del material para cada dirección, primero active la casilla de control Benutzerdefiniertes Material en la sección 'Opciones'.

Valores básicos del material

En esta sección del registro 'Base', se especifican los valores más importantes del material.

Módulo de elasticidad

El módulo E describe la relación entre el esfuerzo normal y la deformación.

Módulo de corte

El módulo de corte G, también llamado módulo de deslizamiento, es la segunda constante para describir el comportamiento elástico de un material lineal, isótropo y homogéneo. La deformación en este caso se basa en un esfuerzo cortante.

Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson ν, también conocido como ratio de Poisson, es necesario para determinar la contracción transversal. En materiales isótropos, el coeficiente de Poisson suele estar entre 0,0 y 0,5. A partir de un valor de 0,5 (por ejemplo, caucho), se debe asumir que no hay material isótropo presente.

La relación entre el módulo E, el módulo G y el coeficiente de Poisson en un material isótropo se describe en la ecuación Coeficiente de Poisson.

Si introduce un Benutzerdefiniertes Material con sus propiedades isotrópicas, RFEM determina el coeficiente de Poisson a partir de los valores del módulo E y G. Esta configuración predeterminada se puede cambiar en la lista 'Tipo de definición' según sea necesario.

Tipo de definición

Peso específico / Densidad

El peso específico γ describe el peso del material por unidad de volumen. Este valor es especialmente importante para el caso de carga "Peso propio": La carga propia del modelo se determina automáticamente a partir del peso específico y las secciones transversales de las barras utilizadas o las superficies y cuerpos de volumen.

La densidad ρ describe la masa del material por unidad de volumen. Este valor se requiere para los estudios dinámicos.

Coeficiente de expansión térmica

El coeficiente de expansión térmica α describe la relación lineal entre cambios de temperatura y de longitud (expansión del material al calentar, contracción al enfriar).

El coeficiente de expansión térmica es relevante para los tipos de carga 'Temperatura' y 'Cambio de temperatura'.

Opciones

Las casillas de control en esta sección del registro 'Base' permiten influir en las propiedades del material. Después de activar una opción, se agregarán nuevos registros.

Material personalizado

Para materiales de la biblioteca, los valores del material están predefinidos y no se pueden cambiar directamente en los campos de entrada. Para ajustar las propiedades de un material, active la casilla de control 'Material personalizado'. Así, los campos de entrada de los valores básicos del material en el registro 'Base' se vuelven accesibles. También puede cambiar los valores específicos del dimensionamiento en el registro 'Materialwerte' (ver imagen Ajuste de valores del material). En el registro 'Modificación de rigidez', tiene la opción de multiplicar globalmente el módulo E y G por un factor (ver imagen Ajuste de rigidez del material).

Dependencia de temperatura

Para definir un material elástico lineal con propiedades de esfuerzo-deformación dependientes de la temperatura, active las casillas de control 'Personalizado' y 'Dependencia de temperatura'. Luego puede establecer los valores del material dependientes de la temperatura en el registro Temperaturabhängig.

Estimación de costos

Para el cálculo de costos, se utilizan los materiales asignados a los objetos individuales. Puede establecer los costos unitarios y las unidades de los objetos en el registro Kostenschätzung.

Estimación de emisiones de CO₂

La estimación de las emisiones de CO₂ también se basa en los materiales asignados a los objetos individuales. Puede establecer las emisiones unitarias y las unidades en el registro Abschätzung der CO₂-Emissionen.

Textura personalizada

Puede asignar una textura de superficie a un material mediante una textura personalizada. Los objetos se representarán entonces de manera muy realista en el rendering. Seleccione una entrada existente en el registro 'Textura personalizada' o defina una nueva textura con el botón (ver capítulo Texturen).

Valores del material

En el registro Valores del material, se proporcionan todos los valores del material importantes para el análisis estructural y el dimensionamiento en los complementos.

Modificación de rigidez

El registro Modificación de rigidez se muestra cuando ha marcado la opción Benutzerdefiniertes Material en el registro 'Base'. Aquí puede ajustar globalmente la rigidez del material, por ejemplo, para considerar factores de seguridad o propiedades del material disminuidas.

En la lista 'Tipo de modificación', hay dos posibilidades para seleccionar:

• Factor divisor para módulos E y G
• Factor multiplicador para módulos E y G

Introduzca el factor en la sección 'Parámetros' con el que se ajustará la rigidez del material.

Si un material tiene propiedades ortótropas, en el registro Ortótropo | Elástico lineal se pueden ajustar los módulos E y G, así como los coeficientes de Poisson (véase la imagen Matriz de rigidez). Si activa la opción 'Establecer elementos de matriz de rigidez' en el registro Ortótropo | Elástico lineal | Matriz de rigidez, también puede definir manualmente los elementos de la matriz de rigidez.

Dependencia de temperatura

El registro Temperatura se muestra cuando ha marcado las opciones Benutzerdefiniertes Material y Temperaturabhängig en el registro 'Base'. Aquí puede describir las propiedades del material dependientes de la temperatura. Las propiedades del material dependientes de la temperatura se consideran para objetos sometidos a cargas térmicas. En el cálculo de las cargas térmicas, se aplica la temperatura final de cada paso.

Seleccione un valor del material en la lista 'Valor dependiente de temperatura', por ejemplo, el módulo E. Luego genere las filas de tabla necesarias con el botón para poder introducir las temperaturas y los valores correspondientes fila por fila. Los datos también se pueden importar desde una tabla de Excel con el botón .

La 'Temperatura de referencia' establece las rigideces para objetos que no están sujetos a cargas térmicas. Para un valor de referencia de, por ejemplo, 300 °C, se aplica a todas las barras y superficies el módulo E reducido de ese punto de la curva de temperatura.

Biblioteca de materiales personalizados

Puede guardar un material personalizado como una plantilla en una biblioteca. De esta manera, no necesitará volver a definir las propiedades del material en otros proyectos.

Guardar material

Para guardar el material actual como un material personalizado, haga clic en el botón en la parte inferior de la sección 'Valores básicos del material' después de establecer los valores del material.

Aparece el diálogo 'Nuevo material personalizado'.

Introduzca el nombre del material en el campo 'Nombre'. Si es necesario, aún puede ajustar los valores del material. Con OK, guarda el material personalizado en la biblioteca.

Leer material

Para leer un material personalizado de la biblioteca, haga clic en el botón en la sección 'Valores básicos del material'.

Aparece el diálogo 'Editar material personalizado'. En esta biblioteca con sus materiales almacenados (ver la imagen Diálogo 'Nuevo material personalizado'), puede seleccionar la entrada adecuada y luego aceptar con OK.

Si ha cargado un material personalizado y desea cambiar las propiedades globalmente, puede ajustar los valores del material a través del botón (en la sección 'Valores básicos del material') en la biblioteca.

Establecer ubicación de la biblioteca

La biblioteca con los materiales personalizados está almacenada por defecto en el archivo user_library_material.dbm en el directorio de configuraciones del usuario. Puede verificar este directorio en las Optionen de programa.

Seleccione en la categoría Base de datos la entrada Biblioteca de materiales personalizados (1). Luego, muestre la carpeta del archivo user_library_material.dbm con el botón (2). Si desea utilizar otra biblioteca de materiales ubicada en una unidad de red de su empresa, configure el directorio del archivo y haga clic en 'Guardar'. También puede transferir su archivo a otro ordenador y ajustar la ruta de almacenamiento de manera adecuada en el mismo diálogo allí.

Estimación de costos

El registro Estimación de costos se muestra cuando ha marcado la opción Kostenschätzung en el registro 'Base'.

Marque en los objetos de estructura 'Barras', 'Superficies' y 'Cuerpos de volumen' qué medida de material es relevante para la estimación de costos: Peso, volumen o área, etc.

Introduzca el valor en la columna 'Costos unitarios', que indica cuánto cuesta una unidad del material. En la lista de la columna 'Unidad', hay diferentes opciones para los costos unitarios disponibles.

A partir de los costos unitarios y las propiedades de los objetos estructurales que se les ha asignado el material, el programa determina directamente los costos proporcionales.

El 'Peso acumulado' al final de la tabla muestra la masa que resulta de la suma de todos los pesos parciales activos del material. Además, se indica la proporción del peso acumulado que este material tiene en la masa de todos los materiales activados para la estimación de costos.

Los 'Costos acumulados' muestran el precio que resulta de la suma de todos los costos parciales activos del material. Además, se indica la proporción que este material tiene en el coste total de todos los materiales activados para la estimación de costos.

Los 'Costos totales' resultan de la suma de los costos acumulados de todos los materiales activados para la estimación de costos.

Estimación de emisiones de CO₂

El registro Estimación de emisiones de CO₂ se muestra cuando ha marcado la opción Abschätzung der CO₂-Emissionen en el registro 'Base'.

Marque en los objetos de la estructura 'Barras', 'Superficies' y 'Cuerpos de volumen' qué medida de material es relevante para la estimación de emisiones de CO₂: Peso, volumen o área, etc.

Introduzca el valor en la columna 'Emisión unitaria', que indica cuánto CO₂ genera una unidad del material. En la lista de la columna 'Unidad', hay disponibles diferentes equivalentes de emisión de CO₂.

A partir de las emisiones unitarias y las propiedades de los objetos estructurales asignados al material, el programa determina esas emisiones de CO₂ proporcionales. El cálculo se realiza directamente y no como en otros complementos a través de una función separada.

La 'Emisión acumulada' muestra los equivalentes de CO₂ que se obtienen de la suma de todas las emisiones parciales activadas del material. Además, se indica la proporción de emisiones que este material tiene en las emisiones totales de todos los materiales activados para la estimación.

La 'Emisión total' resulta de la suma de las emisiones acumuladas de todos los materiales activados para la estimación de emisiones de CO₂.