Materiały

Materiały są potrzebne do definiowania przekrojów. Właściwości materiałowe wpływają na sztywność prętów.

Okno dialogowe 'Nowy materiał'

Nazwa

Możesz zdefiniować dowolną nazwę dla materiału. Jeżeli nazwa odpowiada wpisowi z biblioteki, RSTAB wczytuje zdefiniowane właściwości materiałowe. Aby wybrać materiał z biblioteki, kliknij przycisk na końcu linii wprowadzania. Przejęcie materiałów opisano w rozdziale Materialbibliotek.

W przypadku materiałów z biblioteki podstawowe właściwości materiałowe są ustawione na stałe i nie można ich zmieniać. Jeśli chcesz używać niestandardowych wartości właściwości materiałowych, zaznacz pole wyboru w sekcji 'Opcje' Materiał niestandardowy (patrz sekcja Materiał niestandardowy).

Podstawowe

Karta Podstawowe zarządza podstawowymi parametrami materiałowymi. Oferuje również możliwości sterowania specjalnymi właściwościami, które można ustawić w dodatkowych kartach.

Kategorie

W tej sekcji ustalasz typ materiału i model materiałowy.

Typ materiału

Typ materiału decyduje o tym, które parametry i współczynniki są istotne dla analizy. Ta klasyfikacja również określa częściowe współczynniki bezpieczeństwa materiału, które są uwzględniane w zależności od normy.

Dla materiału z biblioteki jest wstępnie ustawiony jeden z następujących typów materiałów.

Typy materiałów

Model materiałowy

Na liście dostępne są modele materiałowe 'Izotropowy | Liniowy sprężysty' oraz 'Izotropowy | Drewno | Liniowy sprężysty (pręty)' (w przypadku materiałów drewnianych).

Wybór modelu materiałowego

Izotropowy | Liniowy sprężysty

Liniowo-sprężyste właściwości sztywności materiału są niezależne od kierunku. Można je opisać następująco:

Obowiązują następujące warunki:

• E > 0
• G > 0
• ν > -1

Izotropowy | Drewno | Liniowy sprężysty (pręty)

Ten model materiałowy jest dostępny dla materiałów typu 'Drewno'. Pozwala na przykład przedstawić właściwości płyty OSB w modelu prętowym, który uwzględnia różne sztywności w zależności od pozycji montażu. Położenie płyty można ustawić na karcie 'Izotropowy | Drewno | Liniowy sprężysty (pręty)' za pomocą dwóch list.

Parametry drewnianego materiału izotropowego liniowo sprężystego dla prętów

Podstawowe właściwości materiałowe

W tej sekcji karty 'Podstawowe' podano najważniejsze właściwości materiału.

Sekcja 'Podstawowe właściwości materiału'

Moduł sprężystości

Moduł E opisuje stosunek między napięciem normalnym a odkształceniem.

Moduł ścinania

Moduł ścinania G, zwany również modułem poślizgu, jest drugim parametrem do opisu elastycznego zachowania materiału liniowego, izotropowego i jednorodnego. Odkształcenie w tym przypadku opiera się na naprężeniu ścinającym.

Liczba Poissona

Liczba Poissona ν, zwana również współczynnikiem Poissona, jest potrzebna do określenia skurczu poprzecznego. Dla materiałów izotropowych liczba Poissona zwykle mieści się w zakresie od 0,0 do 0,5. Przy wartości 0,5 (np. guma) można założyć, że materiał nie jest izotropowy.

Związek między modułem E, modułem G i liczbą Poissona dla materiału izotropowego opisano w równaniu Liczba Poissona.

Jeśli wprowadzasz Materiał niestandardowy z jego izotropowymi właściwościami, RSTAB określa liczbę Poissona na podstawie wartości modułu E i modułu G. To ustawienie domyślne można w razie potrzeby zmienić na liście 'Typ definicji'.

Typ definicji

Gęstość / Ciężar właściwy

Ciężar właściwy γ opisuje ciężar materiału na jednostkę objętości. Ta informacja jest szczególnie istotna w przypadku obliczania ciężaru własnego: automatyczny ciężar własny modelu jest określany na podstawie ciężaru właściwego i przekrojów stosowanych prętów.

Gęstość ρ opisuje masę materiału na jednostkę objętości. Ta informacja jest potrzebna do analiz dynamicznych.

Współczynnik rozszerzalności cieplnej

Współczynnik rozszerzalności cieplnej α opisuje liniowy związek między zmianą temperatury a zmianą długości (wydłużenie materiału przy podgrzewaniu, kurczenie się przy chłodzeniu).

Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest istotny dla rodzajów obciążeń 'Temperatura' i 'Zmiana temperatury'.

Opcje

Pola wyboru w tej sekcji karty 'Podstawowe' pozwalają na wpływanie na właściwości materiałowe. Po aktywacji opcji dodawane są nowe karty.

Zakładka 'Opcje'

Materiał niestandardowy

W przypadku materiałów z biblioteki właściwości materiałowe są ustawione na stałe. Dlatego nie można ich bezpośrednio zmienić w polach wprowadzania. Aby dostosować właściwości materiału, zaznacz pole 'Materiał niestandardowy'. To sprawi, że pola wprowadzania podstawowych właściwości materiałowych na karcie 'Podstawowe' będą dostępne. Możesz również zmienić specyficzne właściwości materiałowe na karcie 'Wartości materiałowe' (zobacz obrazek Dostosowanie właściwości materiałowych). Na karcie 'Modyfikacja sztywności' istnieje możliwość globalnego skalowania modułu E i G za pomocą współczynnika (zobacz obrazek Dostosowanie sztywności materiałowej).

Zależność od temperatury

Aby zdefiniować materiał liniowo sprężysty z właściwościami zależnymi od temperatury, zaznacz pola wyboru 'Niestandardowy' i 'Zależny od temperatury'. W ten sposób możesz ustawić właściwości zależne od temperatury na karcie Zależny od temperatury.

Szacowanie kosztów

Do określenia kosztów używane są materiały przypisane poszczególnym obiektom. Możesz określić ceny jednostkowe i jednostki obiektów na karcie Szacowanie kosztów.

Szacowanie emisji CO₂

Szacowanie emisji CO₂ również opiera się na materiałach przypisanych poszczególnym obiektom. Możesz określić jednostkowe emisje i jednostki na karcie Szacowanie emisji CO₂.

Tekstura niestandardowa

Za pomocą niestandardowej tekstury można przypisać materiałowi strukturę powierzchni. Obiekty będą wtedy prezentowane w sposób realistyczny w renderingu. Na karcie 'Tekstura niestandardowa' wybierz istniejący wpis lub za pomocą przycisku zdefiniuj nową teksturę (zobacz rozdział Tekstury).

Wartości materiałowe

Na karcie Wartości materiałowe podano wszystkie właściwości materiałowe, które mają znaczenie dla analizy statycznej i obliczeń w dodatkowych modułach.

Dostosowanie właściwości materiału

Modyfikacja sztywności

Karta Modyfikacja sztywności jest wyświetlana, jeśli w karcie 'Podstawowe' zaznaczono opcję Materiał niestandardowy. Można tutaj globalnie dostosować sztywność materiału, np. uwzględniając współczynniki bezpieczeństwa lub zmniejszone właściwości materiałowe.

Dostosuj sztywność materiału

Na liście sekcji 'Rodzaj modyfikacji' dostępne są dwie opcje:

• Współczynnik podziału dla modułów E i G
• Współczynnik mnożenia dla modułów E i G

Podaj w sekcji 'Parametry' współczynnik, według którego ma być dostosowana sztywność materiałowa.

Zależny od temperatury

Karta Zależny od temperatury jest wyświetlana, jeśli w karcie 'Podstawowe' zaznaczono opcje Materiał niestandardowy i Zależny od temperatury. Możesz tutaj opisać właściwości materiałowe zależne od temperatury. Właściwości zależne od temperatury są uwzględniane dla obiektów poddanych działaniu temperatury lub zmiany temperatury. W przypadku obliczania obciążeń temperaturowych przyjmuje się końcową temperaturę danego kroku.

Definiowanie właściwości materiału zależnych od temperatury

Wybierz w liście 'Wartość zależna od temperatury' właściwość materiałową, na przykład moduł E. Za pomocą przycisku utwórz potrzebne wiersze tabeli, w których możesz wpisać temperatury wraz z odpowiadającymi im wartościami. Za pomocą przycisku możesz również importować dane z tabeli Excel.

'Temperatura referencyjna' określa sztywności dla obiektów, które nie mają obciążeń temperaturowych. Przy wartości referencyjnej na przykład 300 °C dla wszystkich prętów jest używany zredukowany moduł E z tego punktu krzywej temperaturowej.

Niestandardowa biblioteka materiałowa

Możesz zapisać niestandardowy materiał w bibliotece jako szablon. Dzięki temu nie musisz ponownie definiować właściwości materiałowych w innych projektach.

Zapisz materiał

Aby zapisać aktualny materiał jako niestandardowy, kliknij przycisk na dole sekcji 'Podstawowe właściwości materiałowe' po ustawieniu właściwości materiałowych.

Zapisywanie materiału niestandardowego w bibliotece

Pojawi się okno dialogowe 'Nowy niestandardowy materiał'.

Okno dialogowe "Nowy materiał niestandardowy"

W polu 'Nazwa' wpisz nazwę materiału. Ewentualnie możesz jeszcze dostosować właściwości materiałowe. Klikając OK, zapisujesz niestandardowy materiał w bibliotece.

Wczytaj materiał

Aby wczytać niestandardowy materiał z biblioteki, kliknij przycisk w sekcji 'Podstawowe właściwości materiałowe'.

Importowanie userdefinianego materiału z biblioteki

Pojawi się okno dialogowe 'Edytuj niestandardowy materiał'. W tej bibliotece z zapisanymi materiałami (patrz obrazek Dialog 'Nowy niestandardowy materiał') możesz wybrać odpowiedni wpis i następnie przejąć go za pomocą OK.

Jeżeli wczytałeś niestandardowy materiał i chcesz ogólnie zmienić jego właściwości, możesz dostosować właściwości materiałowe za pomocą przycisku (w sekcji 'Podstawowe właściwości materiałowe') w bibliotece.

Szacowanie kosztów

Karta Szacowanie kosztów jest wyświetlana, gdy w karcie 'Podstawowe' zaznaczono opcję Szacowanie kosztów.

Ustawianie jednostkowego kosztu i jednostki materiału

Dla obiektów technicznych 'Pręty' zaznacz, która właściwość materiału jest istotna dla szacowania kosztów: waga, objętość czy powierzchnia.

W kolumnie 'Cena jednostkowa' wpisz wartość, którą kosztuje jednostka materiału. Na liście w kolumnie 'Jednostka' dostępne są różne możliwości dla kosztów jednostkowych.

Na podstawie cen jednostkowych i właściwości prętów, które są przypisane do materiału, program bezpośrednio określa koszty proporcjonalne.

'Waga łączna' na końcu tabeli pokazuje masę uzyskaną z sumowania wag częściowych materiału. Ponadto jest pokazany udział wagi łącznej, jaki ten materiał ma w masie wszystkich materiałów przeznaczonych do szacowania kosztów.

'Łączne koszty' oznaczają cenę uzyskaną z sumowania kosztów częściowych materiału. Dodatkowo jest pokazany udział kosztów, jaki ten materiał ma w łącznej cenie wszystkich materiałów przeznaczonych do szacowania kosztów.

'Całkowite koszty' wynikają z sumowania kosztów całkowitych wszystkich materiałów przeznaczonych do szacowania kosztów.

Szacowanie emisji CO₂

Karta Szacowanie emisji CO₂ jest wyświetlana, gdy w karcie 'Podstawowe' zaznaczono opcję Szacowanie emisji CO₂.

Definiowanie emisji jednostkowych i jednostek dla materiału

Dla obiektów technicznych 'Pręty' zaznacz, która właściwość materiału jest istotna dla szacowania emisji CO₂: waga, objętość czy powierzchnia itp.

W kolumnie 'Emisja jednostkowa' wpisz wartość, jaką emisyjność jednostka materiału powoduje w odniesieniu do CO₂. Na liście w kolumnie 'Jednostka' dostępne są różne jednostki emisji dla równoważników CO₂.

Na podstawie emisji jednostkowych oraz właściwości obiektów konstrukcyjnych przypisanych do materiału, program bezpośrednio określa proporcjonalne emisje CO₂. Obliczenia są więc wykonywane bezpośrednio, a nie jak w innych modułach pomocniczych za pomocą oddzielnej funkcji.

'Łączna emisja' pokazuje równoważniki CO₂ uzyskane z sumowania częściowych emisji materiału. Ponadto pokazany jest udział emisji, jaki ten materiał ma w całkowitej emisji wszystkich materiałów, które są aktywowane do szacowania.

'Całkowita emisja' wynika z sumowania łącznych emisji wszystkich materiałów, które są aktywowane do szacowania emisji CO₂.