Materiales

Materiales son necesarios para la definición de superficies, secciones transversales y cuerpos sólidos. Las propiedades del material influyen en las rigideces de estos objetos.

Nombre

Puede establecer cualquier nombre para el material. Si la denominación coincide con una entrada de la biblioteca, RFEM lee 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 incorporación de materiales se describe en el capítulo Biblioteca de Materiales.

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

Base

La pestaña Base gestiona los parámetros fundamentales del material. Ofrece también opciones de control para propiedades especiales que se pueden definir en pestañas adicionales.

Categorías

En esta sección se establece 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 define los coeficientes parciales de seguridad del material, que se consideran según la norma durante el diseño.

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

Modelo de material

En la lista están disponibles los siguientes modelos de material:

Isótropo | Lineal elástico

Las propiedades de rigidez lineal-elásticas del material son independientes de la dirección. Se describen de la siguiente manera:

Se aplican las siguientes condiciones:

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

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

Ortótropo | Lineal elástico (Superficies)

En este modelo de material se pueden definir características de rigidez que varían en las dos direcciones de la superficie x e y. Esto permite modelar las propiedades de plástico reforzado con fibra de vidrio, losas nervadas o las direcciones de tensado de losas reforzadas. Los ejes de superficie x e y son ortogonales entre sí en el plano de la superficie.

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

Para asegurar 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

Ortótropo | Lineal elástico (Cuerpos Sólidos)

En el modelo de material ortotrópico tridimensional, las rigideces elásticas se pueden definir por separado en todas las direcciones del cuerpo sólido. Para definir propiedades del material diferentes para cada dirección, active en la sección 'Opciones' la casilla Material Personalizado. En la pestaña 'Ortótropo - Lineal elástico (Cuerpos Sólidos)' puede establecer los parámetros del material.

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

Isótropo | Madera | Lineal elástico (Barras)

Este modelo de material está disponible para materiales del tipo 'Madera'. Permite, por ejemplo, modelar las propiedades de un tablero OSB en un modelo de barra, que captura las diferentes rigideces dependiendo de la orientación de instalación. La orientación del tablero se puede establecer en la pestaña 'Isótropo Madera | Lineal elástico (Barras)' mediante las dos listas desplegables.

Ortótropo | Madera | Lineal elástico (Superficies)

Para materiales del tipo 'Madera', este modelo de material permite controlar el módulo de elasticidad E en función del efecto estructural como pared o placa, así como el módulo de cizallamiento G_xy: las placas OSB, por ejemplo, presentan rigideces dependientes de la dirección según la orientación de instalación en el modelo.

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

Valores fundamentales del material

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 tensión normal y deformación.

Módulo de Cizallamiento

El módulo de cizallamiento G, también conocido como módulo de deslizamiento, es el segundo parámetro para describir el comportamiento elástico de un material lineal, isótropo y homogéneo. La deformación en este caso se basa en una tensión de cizallamiento.

Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson ν es necesario para determinar la contracción transversal. En materiales isotrópicos, el coeficiente de Poisson generalmente se sitúa entre 0,0 y 0,5. A partir de un valor de 0,5 (por ejemplo, goma), se supone que no se trata de un material isotrópico.

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

Cuando introduce un Material Personalizado con sus propiedades isotrópicas, RFEM determina el coeficiente de Poisson a partir de los valores de los módulos 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 especificación es particularmente importante para el caso de carga "Peso propio": la carga propia automática del modelo se calcula a partir del peso específico y las secciones transversales de las barras utilizadas o las superficies y cuerpos sólidos.

La densidad ρ describe la masa del material por unidad de volumen. Esta especificación se requiere para estudios dinámicos.

Coeficiente de dilatación térmica

El coeficiente de dilatación térmica α describe la relación lineal entre cambios de temperatura y cambios de longitud (dilatación del material al calentarse, contracción al enfriarse).

El coeficiente de dilatación 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 modificar las propiedades del material. Al activar una opción, se agregan nuevas pestañas.

Material Personalizado

En los materiales de la biblioteca, los valores del material están predefinidos. Por lo tanto, no se pueden cambiar directamente en los campos de entrada. Para ajustar las propiedades de un material, active la casilla 'Material Personalizado'. Esto hace que los campos de entrada de los valores fundamentales del material en la pestaña 'Base' sean accesibles. También puede cambiar los valores específicos del diseño en la pestaña 'Valores del Material' (ver imagen Ajuste de los valores del material). En la pestaña 'Modificación de Rigidez', puede escalar globalmente el módulo E y el módulo G con un factor (ver imagen Ajuste de la rigidez del material).

Dependencia de la Temperatura

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

Valores del Material

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

Modificación de la Rigidez

La pestaña Modificación de la Rigidez aparece cuando ha marcado la opción Material Personalizado en la pestaña 'Base'. Aquí puede ajustar globalmente la rigidez del material, por ejemplo, para considerar 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

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

Si hay un material con propiedades ortotrópicas, en la pestaña Ortótropo | Lineal elástico se pueden ajustar los módulos E y G y los coeficientes de Poisson (ver imagen Matriz de rigidez). Si en la pestaña Ortótropo | Lineal elástico | Matriz de rigidez activa la opción 'Establecer elementos de la matriz de rigidez', también puede definir manualmente los elementos de la matriz de rigidez.

Dependencia de la Temperatura

La pestaña Dependencia de la Temperatura aparece cuando ha marcado las opciones Material Personalizado y Dependencia de la Temperatura en la pestaña 'Base'. Aquí puede describir los valores característicos del material dependientes de la temperatura. Las propiedades del material dependientes de la temperatura se consideran para objetos que están sometidos térmicamente por temperatura o cambio de temperatura. Durante el cálculo de las cargas de temperatura, se utiliza la temperatura final de cada paso.

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

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

Biblioteca de Materiales Personalizados

Puede guardar un material personalizado en una biblioteca como plantilla. De esta manera, 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 fundamentales del material' después de definir las propiedades del material.

Aparece el cuadro de diálogo 'Nuevo material personalizado'.

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

Cargar material

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

Aparece el cuadro de diálogo 'Editar material personalizado'. En esta biblioteca con sus materiales guardados (ver imagen Cuadro de diálogo 'Nuevo material personalizado'), puede seleccionar la entrada adecuada y luego aceptarla con OK.

Si carga un material personalizado y desea cambiar las propiedades de manera general, puede ajustar los valores del material mediante el botón (en la sección 'Valores fundamentales del material') en la biblioteca.

Establecer ubicación de la biblioteca

La biblioteca con el material personalizado se encuentra por defecto en el archivo user_library_material.dbm en el directorio de configuraciones del usuario. Puede verificar este directorio en las Opciones del Programa.

Seleccione en la categoría Base de Datos la entrada Biblioteca de Materiales de Usuario (1). Luego, muestre la carpeta del archivo user_library_material.dbm a través del botón (2). Si desea usar otra biblioteca de materiales que se encuentre en una unidad de red de su empresa, configure el directorio del archivo y haga clic en 'Guardar'. También puede transferir su archivo a otra computadora y establecer la ruta de guardado adecuadamente en el mismo diálogo.