Materiais

Materiais são necessários para a definição de superfícies, seções transversais e corpos de volume. As propriedades dos materiais influenciam a rigidez desses objetos.

Nome

Você pode definir qualquer nome para o material. Se a denominação corresponder a uma entrada da biblioteca, o RFEM lerá os valores de propriedades do material armazenados. Para selecionar o material da biblioteca, clique no botão no final da linha de entrada. A adoção de materiais é descrita no capítulo Biblioteca de Materiais.

Para materiais da biblioteca, os 'Valores Básicos do Material' estão predefinidos e não podem ser alterados. Se você deseja usar valores personalizados para o material, marque a caixa de seleção 'Material Personalizado' na seção 'Opções' (veja a seção Material Personalizado).

Base

A aba Base gerencia os parâmetros básicos do material. Ela também oferece opções de controle para características especiais, que você pode definir em abas adicionais.

Categorias

Nesta seção, você define o tipo e o modelo de material.

Tipo de Material

O tipo de material determina quais parâmetros e fatores são relevantes para o dimensionamento. Esta classificação também define os coeficientes de segurança parciais do material que devem ser considerados na análise conforme a norma.

Para um material da biblioteca, um dos seguintes tipos de material é predefinido.

Modelo de Material

Na lista, os seguintes modelos de material estão disponíveis:

Isotrópico | Linear elástico

As propriedades de rigidez linear-elástica do material são independentes da direção. Elas podem ser descritas como segue:

As seguintes condições são aplicáveis:

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0,5 (para superfícies e corpos volumétricos; ilimitado para barras)

A matriz de conformidade (inverso da matriz de rigidez) para superfícies é:

Ortotrópico | Linear elástico (Superfícies)

Neste modelo de material, propriedades de rigidez podem ser definidas de maneira diferente nas direções x e y das superfícies. Isso permite representar as propriedades, por exemplo, de plásticos reforçados com fibras de vidro, lajes com nervuras ou as direções da tensão em lajes armadas. Os eixos x e y das superfícies estão na mesma plana, mas ortogonais entre si.

Para definir propriedades diferentes do material nas direções x e y, ative a caixa de seleção 'Material Personalizado' na seção 'Opções'. Na aba 'Ortotrópico - Linear Elástico (Superfícies)', você pode então definir os parâmetros do material.

Para garantir uma matriz de rigidez definitamente positiva, as seguintes condições devem ser cumpridas:

• 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

Ortrotrópico | Linear elástico (Corpos Volumétricos)

No modelo de material ortrotrópico tridimensional, rigidezes elásticas podem ser definidas separadamente em todas as direções do corpo volumétrico. Para definir propriedades de material diferentes em cada direção, ative a caixa de seleção 'Material Personalizado' na seção 'Opções'. Na aba 'Ortrotrópico - Linear Elástico (Corpos Volumétricos)', você pode então definir os parâmetros do material.

Os elementos da matriz de rigidez determinados com base nas entradas são exibidos na aba 'Ortrotrópico - Linear Elástico (Corpos Volumétricos) - Matriz de Rigidez'.

Isotrópico | Madeira | Linear elástico (Barras)

Este modelo de material está disponível para materiais do tipo 'Madeira'. Com ele, você pode representar as propriedades de um painel de OSB em um modelo de barra, capturando diferentes rigidezes dependendo da orientação de instalação. A orientação do painel pode ser definida na aba 'Isotrópico Madeira | Linear Elástico (Barras)' através de duas listas.

Ortrotrópico | Madeira | Linear elástico (Superfícies)

Para materiais do tipo 'Madeira', com este modelo de material, o módulo de elasticidade pode ser ajustado em relação ao efeito estrutural como uma parede ou placa, assim como o módulo de cisalhamento G_xy: placas de OSB apresentam rigidezes diferentes dependendo da orientação no modelo.

Os parâmetros de rigidez podem ser definidos na aba 'Ortrotrópico Madeira | Linear Elástico (Superfícies)'. Para materiais de madeira da biblioteca, valores padrão são predefinidos. Para definir propriedades de material diferentes para cada direção, ative a caixa de seleção 'Material Personalizado' na seção 'Opções'.

Valores Básicos do Material

Nesta seção da aba 'Base', estão indicados os valores principais do material.

Módulo de Elasticidade

O módulo de elasticidade descreve a relação entre a tensão normal e a deformação.

Módulo de Cisalhamento

O módulo de cisalhamento G, também conhecido como módulo de deslizamento, é a segunda grandeza para descrever o comportamento elástico de um material linear, isotrópico e homogêneo. A deformação, neste caso, é baseada em uma tensão de cisalhamento.

Coeficiente de Poisson

O coeficiente de Poisson ν, também chamado de razão de Poisson, é necessário para determinar a contração lateral. Para materiais isotrópicos, o coeficiente de Poisson usualmente varia entre 0,0 e 0,5. A partir de um valor de 0,5 (por exemplo, borracha), presume-se que o material não é isotrópico.

A relação entre o módulo de elasticidade, o módulo de cisalhamento e o coeficiente de Poisson em um material isotrópico é descrita na equação Coeficiente de Poisson.

Se você inserir um Material Personalizado com suas propriedades isotrópicas, o RFEM calculará o coeficiente de Poisson com base nos valores dos módulos E e G. Essa configuração padrão pode ser alterada na lista 'Tipo de Definição', se necessário.

Tipo de Definição

Peso Específico / Densidade

O peso específico γ descreve o peso do material por unidade de volume. Essa informação é particularmente importante para o caso de carga "Peso Próprio": a carga própria automática do modelo é calculada a partir do peso específico e das áreas das seções transversais das barras ou das superfícies e corpos de volume utilizados.

A densidade ρ descreve a massa do material por unidade de volume. Essa informação é necessária para análises dinâmicas.

Coeficiente de Dilatação Térmica

O coeficiente de dilatação térmica α descreve a relação linear entre variações de temperatura e dimensões (alongamento do material ao aquecer, compressão ao resfriar).

O coeficiente de dilatação térmica é relevante para os tipos de carga 'Temperatura' e 'Variação de Temperatura'.

Opções

As caixas de seleção nesta seção da aba 'Base' permitem influenciar as propriedades do material. Após ativar uma opção, novas abas são adicionadas.

Material Personalizado

Para materiais da biblioteca, os valores das propriedades do material são predefinidos. Eles não podem ser alterados diretamente nos campos de entrada. Para ajustar as propriedades de um material, ative a caixa de seleção 'Material Personalizado'. Isso permite o acesso aos campos de entrada dos valores básicos do material na aba 'Base'. Da mesma forma, é possível alterar os valores específicos de dimensionamento na aba 'Valores dos Materiais' (veja a imagem Ajustando Propriedades do Material). Na aba 'Modificação de Rigidez', existe a possibilidade de escalar globalmente o módulo E e G com um fator (veja a imagem Ajustando a Rigidez do Material).

Dependência de Temperatura

Para definir um material linear elástico com propriedades de tensão-deformação dependentes da temperatura, ative as caixas de seleção 'Personalizado' e 'Dependente da Temperatura'. Você pode então definir essas propriedades na aba Dependente de Temperatura.

Valores do Material

Na aba Valores do Material, estão indicados todos os valores de propriedades do material relevantes para a análise estrutural e os cálculos nos Add-Ons.

Modificação de Rigidez

A aba Modificação de Rigidez é exibida quando você marca a opção Material Personalizado na aba 'Base'. Aqui, você pode ajustar globalmente a rigidez do material, por exemplo, para considerar fatores de segurança ou propriedades de material reduzidas.

Na lista da seção 'Tipo de Modificação', duas opções estão disponíveis:

• Fator de divisão para Módulos E e G
• Fator de multiplicação para Módulos E e G

Insira no campo 'Parâmetros' o fator pelo qual a rigidez do material deve ser ajustada.

Se houver um material com propriedades ortotrópicas, na aba Ortotrópico | Linear Elástico você pode ajustar os módulos E e G, assim como os coeficientes de Poisson (veja a imagem Matriz de Rigidez). Se você ativar a opção 'Definir elementos da matriz de rigidez' na aba Ortotrópico | Linear Elástico | Matriz de Rigidez, poderá também estabelecer manualmente os elementos da matriz de rigidez.

Dependente de Temperatura

A aba Dependente de Temperatura é exibida quando você marca as opções Material Personalizado e Dependente de Temperatura na aba 'Base'. Aqui, você pode descrever os valores de propriedades do material dependentes da temperatura. As propriedades dependentes da temperatura são consideradas em objetos sujeitos a carga térmica por temperatura ou variação de temperatura. No cálculo das cargas térmicas, a temperatura final de cada etapa é utilizada.

Selecione na lista 'Valor Dependente de Temperatura' um valor de propriedade do material, como o módulo de elasticidade. Crie as linhas de tabela necessárias com o botão , para que você possa inserir as temperaturas com os valores correspondentes linha por linha. Com o botão , os dados também podem ser importados de uma tabela Excel.

A 'Temperatura de Referência' determina as rigidezes para objetos sem carga térmica. Para um valor de referência de, por exemplo, 300 °C, o módulo de elasticidade reduzido desse ponto da curva de temperatura é aplicado a todas as barras e superfícies.

Biblioteca de Materiais Personalizados

Você pode salvar um material personalizado em uma biblioteca como modelo. Assim, você não precisará definir as propriedades do material novamente em outros projetos.

Salvar Material

Para salvar o material atual como um material personalizado, após definir os valores das propriedades do material, clique no botão na seção 'Valores Básicos do Material'.

O diálogo 'Novo Material Personalizado' será exibido.

Digite no campo 'Nome' a designação do material. Se necessário, você pode ajustar os valores de propriedades do material. Com OK, você salva o material personalizado na biblioteca.

Ler Material

Para ler um material personalizado da biblioteca, clique no botão na seção 'Valores Básicos do Material'.

O diálogo 'Editar Material Personalizado' será exibido. Nesta biblioteca com seus materiais salvos (veja a imagem Diálogo 'Novo Material Personalizado'), você pode selecionar a entrada apropriada e então aplicar com OK.

Se você leu um material personalizado e deseja alterar suas propriedades de forma geral, pode ajustar os valores de propriedades do material através do botão (na seção 'Valores Básicos do Material') na biblioteca.

Definir Local de Armazenamento da Biblioteca

A biblioteca com materiais personalizados está, por padrão, armazenada no arquivo user_library_material.dbm no diretório de configurações do usuário. Este diretório pode ser verificado nas Opções do Programa.

Selecione na categoria Base de Dados a entrada Biblioteca de Materiais do Usuário (1). Em seguida, use o botão para mostrar a pasta do arquivo user_library_material.dbm (2). Se desejar usar outra biblioteca de materiais que se encontra em uma unidade de rede da sua empresa, defina o diretório do arquivo e clique em 'Salvar'. Você também pode transferir seu arquivo para outro computador e, nesse mesmo diálogo, ajustar o caminho de armazenamento adequadamente.