Materiales

Los materiales son necesarios para definir superficies, secciones transversales y cuerpos volumétricos. Las propiedades del material influyen en las rigideces de estos objetos.

Nombre

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

En el caso de materiales de la biblioteca, los 'Valores de Material Básicos' están configurados de manera predeterminada y no son modificables. Si desea utilizar valores personalizados para el material, marque la casilla de verificación Material Personalizado en la sección de 'Opciones' (ver sección Material Personalizado).

Base

La pestaña Base gestiona los parámetros básicos del material. También ofrece posibilidades de control para propiedades especiales, que se pueden establecer en pestañas 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 diseño. Esta clasificación también determina los coeficientes parciales de seguridad del material, que se tienen en cuenta en el diseño según las normas.

Para un material de biblioteca, se preconfigura uno de los siguientes tipos de material.

Modelo de Material

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

Isotrópico | Lineal elástico

Las propiedades de rigidez lineales elásticas del material son independientes de la dirección. Se pueden describir como sigue:

Se aplican las siguientes condiciones:

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

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

Ortótropo | Lineal elástico (Superficies)

En este modelo de material se pueden definir propiedades de rigidez que se manifiestan de manera diferente en las dos direcciones de la superficie, x e y. Así se pueden representar propiedades de plásticos reforzados con fibra de vidrio, losas con nervaduras o las direcciones de refuerzo de losa. Los ejes x e y de la superficie están perpendiculares entre sí en el plano de la superficie.

Para definir propiedades de material diferentes para las direcciones x e y, active la casilla de verificación Material Personalizado en la sección de 'Opciones'. Luego, se pueden definir los parámetros del material en la pestaña 'Ortótropo - Lineal elástico (Superficies)'.

Para que la matriz de rigidez sea positiva definida, se deben cumplir 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

Ortótropo | Lineal elástico (Cuerpos Volumétricos)

En el modelo de material ortótropo tridimensional, las rigideces elásticas se pueden definir de manera separada en todas las direcciones del cuerpo volumétrico. Para definir propiedades de material diferentes para cada dirección, active la casilla de verificación Material Personalizado en la sección de 'Opciones'. Luego, se pueden definir los parámetros del material en la pestaña 'Ortótropo - Lineal elástico (Cuerpos Volumétricos)'.

Los elementos de la matriz de rigidez determinados a partir de las entradas se especifican en la pestaña 'Ortótropo - Lineal elástico (Cuerpos Volumétricos) - Matriz de Rigidez'.

Isotrópico | Madera | Lineal elástico (Barras)

Este modelo de material está disponible para materiales del tipo 'Madera'. Así se pueden representar, por ejemplo, las propiedades de un panel OSB en un modelo de barra que tiene en cuenta las rigideces diferentes dependiendo de la orientación de instalación. La orientación del panel se puede establecer en la pestaña 'Isotrópico Madera | Lineal elástico (Barras)' mediante las dos listas.

Ortótropo | Madera | Lineal elástico (Superficies)

En materiales del tipo 'Madera', este modelo de material permite controlar el módulo de elasticidad en relación con el efecto como pared o placa, así como el módulo de corte G_xy: Los paneles OSB, por ejemplo, presentan rigideces dependientes de la dirección según la orientación de instalación en el modelo.

Se pueden definir los parámetros de rigidez en la pestaña 'Ortótropo Madera | Lineal elástico (Superficies)'. Para materiales de madera de la biblioteca, se preconfiguran valores estándar. Para definir propiedades de material diferentes para cada dirección, marque previamente la casilla de verificación Material Personalizado en la sección de 'Opciones'.

Valores de Material Básicos

En esta sección de la pestaña 'Base' se indican los valores más importantes del material.

Módulo de Elasticidad

El módulo E describe la relación entre la tensión normal y la deformación.

Módulo de Corte

El módulo de corte G, también llamado módulo de deslizamiento, es la segunda característica para describir el comportamiento elástico de un material lineal, isotrópico y homogéneo. La deformación en este caso se basa en una tensión de corte.

Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson ν, también conocido como número de Poisson, se necesita para determinar la contracción transversal. En materiales isotrópicos, el coeficiente de Poisson suele estar entre 0,0 y 0,5. A partir de un valor de 0,5 (por ejemplo, goma), se asume que no se trata de un material isotrópico.

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

Si introduce un Material Personalizado con sus propiedades isotrópicas, RFEM determinará el coeficiente de Poisson a partir de los valores del módulo E y G. Esta configuración predeterminada se puede cambiar si es necesario en la lista 'Tipo de Definición'.

Tipo de Definición

Peso Específico / Densidad

El peso específico γ describe el peso del material por unidad de volumen. Esta información es especialmente relevante para el caso de carga "Peso Propio": La carga propia automática del modelo se determina a partir del peso específico y las secciones transversales de las barras utilizadas, o las superficies y cuerpos volumétricos.

La densidad ρ describe la masa del material por unidad de volumen. Se necesita para investigaciones dinámicas.

Coeficiente de Expansión Térmica

El coeficiente de expansión térmica α describe la relación lineal entre los cambios de temperatura y longitud (deformación del material durante el calentamiento, contracción durante el enfriamiento).

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

Opciones

Las casillas de verificación en esta sección de la pestaña 'Base' permiten influir en las propiedades del material. Después de activar una opción, se añadirán nuevas pestañas.

Material Personalizado

Para los materiales de la biblioteca, los valores del material están configurados de manera predeterminada. Por lo tanto, no se pueden cambiar directamente en los campos de entrada. Para ajustar las propiedades de un material, active la casilla de verificación 'Material Personalizado'. Esto hará que los campos de entrada para los valores básicos del material en la pestaña 'Base' estén accesibles. Asimismo, en la pestaña 'Valores de Material', puede cambiar los valores específicos de diseño (ver imagen Ajustar valores de material). En la pestaña 'Modificación de Rigidez', es posible escalar globalmente el módulo E y G con un factor (ver imagen Ajustar rigidez del material).

Dependiente de la Temperatura

Para definir un material lineal elástico con propiedades de tensión-deformación dependientes de la temperatura, active las casillas de verificación 'Personalizado' y 'Dependiente de la Temperatura'. Luego podrá establecer los valores de material dependientes de la temperatura en la pestaña Dependiente de la Temperatura.

Valores de Material

En la pestaña Valores de Material, se indican todos los valores del material que son relevantes para el análisis estático y el diseño en los complementos.

Modificación de Rigidez

La pestaña Modificación de Rigidez se muestra si ha marcado la opción Material Personalizado en la pestaña 'Base'. Aquí se puede ajustar globalmente la rigidez del material, por ejemplo, para tener en cuenta factores de seguridad o propiedades de material reducidas.

En la lista de la sección 'Tipo de Modificación', hay dos opciones disponibles:

• Factor de División para los Módulos E y G
• Factor de Multiplicación para los Módulos E y G

Indique en la sección 'Parámetros' el factor con el que se debe ajustar la rigidez del material.

Si el material tiene propiedades ortótropas, se pueden ajustar los módulos E y G así como los coeficientes de Poisson en la pestaña Ortótropo | Lineal elástico (ver imagen Matriz de Rigidez). Si activa la opción 'Establecer elementos de la Matriz de Rigidez' en la pestaña Ortótropo | Lineal elástico | Matriz de Rigidez, puede definir manualmente los elementos de la matriz de rigidez.

Dependiente de la Temperatura

La pestaña Dependiente de la Temperatura se muestra si ha marcado las opciones Material Personalizado y Dependiente de la Temperatura en la pestaña 'Base'. Aquí se pueden describir los valores dependientes de la temperatura del material. Las propiedades del material dependientes de la temperatura se consideran para objetos que están sujetos a carga térmica por temperatura o cambio de temperatura. Al calcular las cargas térmicas, se utiliza la temperatura final de cada paso.

Seleccione un valor de material en la lista 'Valor Dependiente de la Temperatura', por ejemplo, el módulo E. Luego genere las filas necesarias con el botón para poder ingresar las temperaturas con los valores correspondientes fila por fila. Con el botón , también puede importar datos desde una tabla de Excel.

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

Biblioteca de Materiales Personalizados

Se puede guardar un material personalizado en una biblioteca como plantilla. Así no necesitará definir las propiedades del material nuevamente en otros proyectos.

Guardar Material

Para guardar el material actual como material personalizado, haga clic en el botón en la sección 'Valores de Material Básicos' después de establecer los valores del material.

Aparecerá el diálogo 'Nuevo Material Personalizado'.

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

Leer Material

Para leer un material personalizado desde la biblioteca, haga clic en el botón en la sección 'Valores de Material Básicos'.

Aparecerá el diálogo 'Editar Material Personalizado'. En esta biblioteca con sus materiales guardados, (ver imagen Diálogo 'Nuevo Material Personalizado') podrá seleccionar la entrada adecuada y luego confirmar con OK.

Si ha leído un material personalizado y desea cambiar sus propiedades en general, puede ajustar los valores del material mediante el botón (en la sección 'Valores de Material Básicos') en la biblioteca.

Establecer ubicación de la biblioteca

La biblioteca con el material personalizado se guarda por defecto en el archivo user_library_material.dbm en el directorio de configuraciones de usuario. Este directorio se puede verificar en las Opciones del 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 mediante el botón (2). Si desea utilizar otra biblioteca de materiales ubicada en una unidad de red de su empresa, establezca el directorio del archivo y haga clic en 'Guardar'. También puede transferir su archivo a otra computadora y ajustar la ruta de almacenamiento adecuadamente en el mismo diálogo.