Materiali

I materiali sono necessari per la definizione delle sezioni trasversali. Le proprietà dei materiali entrano nella rigidità delle aste.

Nome

È possibile assegnare un nome qualsiasi al materiale. Se la denominazione corrisponde a un elemento della libreria, RSTAB legge i valori delle proprietà del materiale memorizzati. Per selezionare il materiale dalla libreria, fare clic sul pulsante alla fine della riga di inserimento. L'acquisizione dei materiali è descritta nel capitolo Libreria dei materiali.

Per i materiali della libreria, le 'Proprietà di base del materiale' sono preimpostate e non modificabili. Se si desidera utilizzare caratteristiche personalizzate del materiale, selezionare il campo di controllo Materiale personalizzato nella sezione 'Opzioni' (vedere la sezione Materiale personalizzato).

Base

La scheda Base gestisce i parametri fondamentali del materiale. Offre inoltre la possibilità di impostare caratteristiche particolari che è possibile specificare in schede aggiuntive.

Categorie

In questa sezione, si stabilisce il tipo di materiale e il modello di materiale.

Tipo di materiale

Il tipo di materiale determina quali parametri e coefficienti sono rilevanti ai fini della progettazione. Questa classificazione definisce anche i coefficienti parziali di sicurezza del materiale, che vengono considerati nella progettazione in base alla norma.

Per un materiale della libreria, è preimpostato uno dei seguenti tipi di materiale.

Modello di materiale

Nell'elenco sono disponibili i modelli di materiali 'Isotropo | Lineare elastico' e 'Isotropo | Legno | Lineare elastico (Aste)' (per materiali in legno).

Isotropo | Lineare elastico

Le proprietà elastiche lineari del materiale sono indipendenti dalla direzione. Possono essere descritte come segue:

Si applicano le seguenti condizioni:

• E > 0
• G > 0
• ν > -1

Isotropo | Legno | Lineare elastico (Aste)

Questo modello di materiale è selezionabile per materiali del tipo 'Legno'. Consente, ad esempio, di rappresentare le proprietà di un pannello OSB in un modello di asta che considera le diverse rigidità in funzione della posizione di montaggio. La posizione del pannello può essere definita nella scheda 'Isotropo | Legno | Lineare elastico (Aste)' tramite le due liste.

Proprietà fondamentali del materiale

In questa sezione della scheda 'Base' sono indicati i parametri più importanti del materiale.

Modulo di elasticità

Il modulo E descrive il rapporto tra tensione normale e deformazione.

Modulo di taglio

Il modulo di taglio G, chiamato anche modulo di scorrimento, è il secondo parametro per descrivere il comportamento elastico di un materiale lineare, isotropo e omogeneo. La deformazione in questo caso si basa su una tensione di taglio.

Coefficiente di Poisson

Il coefficiente di Poisson ν, chiamato anche numero di Poisson, è necessario per determinare la contrazione trasversale. Nei materiali isotropi, il coefficiente di Poisson è generalmente compreso tra 0,0 e 0,5. Da un valore di 0,5 (ad esempio, gomma) si può presumere che il materiale non sia isotropo.

La relazione tra modulo E, modulo G e coefficiente di Poisson per un materiale isotropo è descritta nell'equazione Coefficiente di Poisson.

Se si inserisce un Materiale personalizzato con le proprie proprietà isotrope, RSTAB calcola il coefficiente di Poisson dai valori dei moduli E e G. Questa impostazione predefinita può essere modificata, se necessario, nell'elenco 'Tipo di definizione'.

Tipo di definizione

Peso specifico / Densità

Il peso specifico γ descrive il peso del materiale per unità di volume. Questo dato è importante in particolare per il caso di carico "Peso proprio": il carico automatico del modello viene calcolato dal peso specifico e dalle aree delle sezioni trasversali delle aste utilizzate.

La densità ρ descrive la massa del materiale per unità di volume. Questo dato è richiesto per le analisi dinamiche.

Coefficiente di dilatazione termica

Il coefficiente di dilatazione termica α descrive la relazione lineare tra variazioni di temperatura e variazioni di lunghezza (dilatazione del materiale al riscaldamento, contrazione al raffreddamento).

Il coefficiente di dilatazione termica è rilevante per i tipi di carico 'Temperatura' e 'Variazione di temperatura'.

Opzioni

Le caselle di controllo in questa sezione della scheda 'Base' consentono di influenzare le proprietà del materiale. Dopo aver attivato un'opzione, verranno aggiunte nuove schede.

Materiale personalizzato

Per i materiali della libreria, i valori delle proprietà del materiale sono preimpostati. Non possono quindi essere modificati direttamente nei campi di inserimento. Per adattare le caratteristiche di un materiale, attivare la casella di controllo 'Materiale personalizzato'. In tal modo, i campi di inserimento delle proprietà fondamentali del materiale nella scheda 'Base' saranno accessibili. Allo stesso modo, è possibile modificare i valori caratteristici specifici per la progettazione nella scheda 'Valori del materiale' (vedere immagine Adattare i valori del materiale). Nella scheda 'Modificazione della rigidità' è possibile scalare globalmente il modulo E e G con un fattore (vedere immagine Adattare la rigidità del materiale).

Dipendenza dalla temperatura

Per definire un materiale lineare elastico con proprietà di tensione-deformazione dipendenti dalla temperatura, attivare le caselle di controllo 'Personalizzato' e 'Dipendenza dalla temperatura'. È quindi possibile impostare le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura nella scheda Dipendenza dalla temperatura.

Stima dei costi

Per la determinazione dei costi vengono utilizzati i materiali assegnati ai singoli oggetti. È possibile definire i costi unitari e le unità degli oggetti nella scheda Stima dei costi.

Stima delle emissioni di CO₂

Anche la stima delle emissioni di CO₂ si basa sui materiali assegnati ai singoli oggetti. È possibile definire i costi unitari e le unità nella scheda Stima delle emissioni di CO₂.

Texture personalizzata

Con una texture personalizzata, è possibile assegnare al materiale una struttura superficiale. Gli oggetti vengono quindi rappresentati nel rendering in modo molto realistico. Selezionare nella scheda 'Texture personalizzata' una voce già esistente o definire una nuova texture tramite il pulsante (vedere il capitolo Texture).

Valori del materiale

Nella scheda Valori del materiale sono indicati tutti i valori caratteristici del materiale che svolgono un ruolo nell'analisi strutturale e nella progettazione negli add-on.

Modificazione della rigidità

La scheda Modificazione della rigidità viene visualizzata se si è selezionata nella scheda 'Base' l'opzione Materiale personalizzato. Qui è possibile adattare globalmente la rigidità del materiale, ad esempio per tenere conto di fattori di sicurezza o di proprietà ridotte del materiale.

Nel menu a discesa della sezione 'Tipo di modificazione', sono disponibili due possibilità:

• Fattore di divisione per i moduli E e G
• Fattore di moltiplicazione per i moduli E e G

Inserire nella sezione 'Parametri' il fattore con cui si desidera adattare la rigidità del materiale.

Dipendenza dalla temperatura

La scheda Dipendenza dalla temperatura viene visualizzata se si sono selezionate nella scheda 'Base' le opzioni Materiale personalizzato e Dipendenza dalla temperatura. Qui è possibile descrivere i valori caratteristici del materiale dipendenti dalla temperatura. Le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura vengono considerate per gli oggetti soggetti a sollecitazioni termiche dovute a temperatura o variazione di temperatura. Nella determinazione dei carichi termici, viene considerata la temperatura finale di ciascun passo.

Selezionare nell'elenco 'Valore caratteristico dipendente dalla temperatura' un valore del materiale, ad esempio il modulo E. Creare quindi le righe di tabella necessarie mediante il pulsante per inserire le temperature con i rispettivi valori rigo per rigo. Con il pulsante è anche possibile importare i dati da una tabella Excel.

La 'Temperatura di riferimento' definisce le rigidità per gli oggetti che non hanno carichi termici. Ad esempio, per un valore di riferimento di 300 °C, per tutte le aste viene considerato il modulo E ridotto di questo punto della curva di temperatura.

Libreria dei materiali personalizzata

È possibile salvare un materiale personalizzato in una libreria come modello. In questo modo, non è necessario ridefinire le proprietà del materiale in altri progetti.

Salvare il materiale

Per salvare il materiale corrente come materiale personalizzato, fare clic sul pulsante in fondo alla sezione 'Proprietà fondamentali del materiale' dopo aver impostato i valori caratteristici del materiale.

Appare la finestra di dialogo 'Nuovo materiale personalizzato'.

Inserire nel campo 'Nome' la denominazione del materiale. Se necessario, è possibile anche adattare i valori caratteristici del materiale. Con OK si salva quindi il materiale personalizzato nella libreria.

Caricare il materiale

Per caricare un materiale personalizzato dalla libreria, fare clic sul pulsante nella sezione 'Proprietà fondamentali del materiale'.

Si apre la finestra di dialogo 'Modifica materiale personalizzato'. In questa libreria con i materiali memorizzati (vedi immagine Finestra di dialogo 'Nuovo materiale personalizzato') è possibile selezionare la voce appropriata e quindi acquisirla con OK.

Dopo aver caricato un materiale personalizzato, è possibile adattare i valori caratteristici del materiale nella libreria tramite il pulsante (nella sezione 'Proprietà fondamentali del materiale').

Stima dei costi

La scheda Stima dei costi viene visualizzata se nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Stima dei costi.

Selezionare per gli oggetti strutturali 'Aste' quale grandezza caratteristica del materiale è rilevante per la stima dei costi: peso, volume o superficie.

Inserire nella colonna 'Costo unitario' il valore corrispondente al costo di un'unità del materiale. Nella lista della colonna 'Unità' sono disponibili diverse opzioni per i costi unitari.

Dai costi unitari e dalle proprietà delle aste a cui il materiale è assegnato, il programma calcola direttamente i costi parziali.

Il 'Peso totale' alla fine della tabella mostra la massa risultante dalla somma di tutti i pesi parziali attivati del materiale. Viene inoltre indicata la percentuale del peso totale che questo materiale ha rispetto alla massa di tutti i materiali per i quali è attivata la stima dei costi.

Il 'Costo totale' mostra il prezzo risultante dalla somma di tutti i costi parziali attivati del materiale. Viene inoltre indicata la percentuale dei costi che questo materiale ha rispetto al costo totale di tutti i materiali per i quali è attivata la stima dei costi.

I 'Costi totali' risultano dall'addizione dei costi totali di tutti i materiali per i quali è attivata la stima dei costi.

Stima delle emissioni di CO₂

La scheda Stima delle emissioni di CO₂ viene visualizzata se nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Stima delle emissioni di CO₂.

Selezionare per gli oggetti strutturali 'Aste' quale grandezza caratteristica del materiale è rilevante per la stima delle emissioni di CO₂: peso, volume o superficie, ecc.

Inserire nella colonna 'Emissione unitaria' il valore corrispondente all'emissione di CO₂ di un'unità del materiale. Nella lista della colonna 'Unità' sono disponibili varie unità di emissione per gli equivalenti di CO₂.

Dalle emissioni unitarie e dalle proprietà degli oggetti strutturali a cui il materiale è assegnato, il programma calcola direttamente le emissioni di CO₂ parziali. Il calcolo avviene quindi direttamente e non, come in altri add-on, tramite una funzione separata.

La 'Somma delle emissioni' mostra gli equivalenti di CO₂ risultanti dalla somma di tutte le emissioni parziali attivate del materiale. Viene inoltre indicata la percentuale delle emissioni che questo materiale ha rispetto alle emissioni totali di tutti i materiali per i quali è attivata la stima.

L' 'Emissione totale' risulta dall'addizione delle somma delle emissioni di tutti i materiali per i quali è attivata la stima delle emissioni di CO₂.