3682x

000076

2024-01-16

Выбрать руководство

Обзор

Графический интерфейс пользователя и настройки

Центр Dlubal

основные данные о модели

Конструкция

Несовершенства

Загружения и сочетания нагрузок

Вспомогательные объекты

Функции программы

Оценка результатов

Протоколы результатов

Нелинейные свойства материала

Если аддон Analysis https://www.dlubal.com/ru/produkty/addony-dlja-rfem-6-i-rstab-dopolnitelnyje-moduli был активирован в {% ://000367 Модель - основные данные]] 9/dopolnitelnye-raschety/nelinejnyje-konstrukcii-materiala Нелинейная работа материала ] активирована (требуется лицензия), рядом с ней находятся 'изотропные модели материала | Линейная упругая' и 'ортотропная | Линейно-упругие' модели материалов.

01 Модели материалов для надстройки ' нелинейного анализа поведения материалов '

При использовании нелинейных моделей материала в программе RFEM, выполняется итерационный расчет. В зависимости от модели материала определяется различное соотношение между напряжениями и деформациями.

Жёсткость конечных элементов многократно корректируется до тех пор, пока не будет соблюдено требуемое соотношение напряжения и деформации. Настройка параметров всегда выполняется для всей поверхности или тела. Поэтому рекомендуется всегда использовать Константа на типе сглаживания элементов сетки при оценке напряжений.

02 Сглаживание результатов

Некоторые модели материалов в RFEM обозначаются 'Пластическая', а другие - 'Нелинейная упругая'.

Если конструктивный элемент с нелинейно упругим материалом высвобождается снова, деформация возвращается тем же путем. При полном разгружении деформаций не остается.

03 Диаграмма напряжение-деформация, нелинейно-упругая

При разгрузке конструктивного элемента с помощью модели материала Пластическая , деформация остается после полной разгрузки.

04 Диаграмма напряжение-деформация, пластическая

Нагрузки и разгрузки можно смоделировать с помощью аддона Construction Stages Analysis.

Основную информацию о нелинейных моделях материалов можно найти в технической статье, описывающей {%://https://www.dlubal.com/ru/podderzhka-i-obuchenije/podderzhka/baza-znanij/000968 Законы текучести в изотропной нелинейная упругая модель материала]].

Внутренние силы в пластинах с нелинейным материалом возникают в результате численного интегрирования напряжений по толщине пластины. Чтобы задать метод интегрирования для толщины, выберите возможность Указать метод интеграции в диалоговом окне 'Изменить толщину'. Таким образом, в программе доступны следующие методы интегрирования:

Квадратура Гаусса-Лобатто
Правило Симпсона
Трапециевидное правило

05 Определить метод интегрирования для толщины поверхности

Кроме того, можно указать 'Количество точек интеграции' с помощью толщины пластины от 3 до 99.

Инфо

Теоретическое объяснение отдельных методов интеграции можно найти в {%://#/ru/skachat-i-info/dokumenty/rukovodstva-online/rfem-6-multilayer-surface-laminate- clt/003939 Многослойные поверхности]].

Изотропная пластичная (стержни)

Если вы выбрали {}Изотропную | Пластические стержни в раскрывающемся списке 'Модель материала' включена вкладка для ввода нелинейных параметров материала.

06 Активация нелинейной модели материала

07 Определение нелинейных параметров материала

В этой вкладке вы задаете диаграмму напряжения-деформации. Для лицензирования программы затем доступны следующие возможности:

Норматив

Билинейный

График

Если выбраны Основные , RFEM использует билинейную модель материала. Для модуля упругости E и предела текучести f_y используются значения из базы данных материалов. По числовым причинам ветвь графика не является полностью горизонтальной, а имеет небольшой наклон E_p.

Если вы хотите изменить значения предела текучести и модуля упругости, активируйте флажок Пользовательский материал во вкладке 'Основные данные'.

08 Активировать пользовательский материал

В случае билинейного задания можно также ввести значение для E_p.

Более сложные соотношения между напряжением и деформацией можно задать с помощью диаграммы напряжения-деформации. При выборе данной опции, отображается вкладка 'Диаграмма напряжения-деформации'.

09 Ввод пользовательской диаграммы напряжение-деформация

Определите точку для зависимости напряжения-деформации в каждой строке таблицы. Способ расположения диаграммы после последней задающей точки можно выбрать в списке 'Конец диаграммы' под диаграммой:

10 Распределение после последней точки определения

В случае 'Разрыв', напряжение после последней заданной точки скачет обратно к нулю. 'Текучесть' означает, что напряжение остается постоянным при увеличении деформации. 'Непрерывный' означает, что график продолжается с наклоном последнего сечения.

Инфо

В этой модели материала диаграмма напряжения-деформации относится к продольному напряжению σ_x. Данная модель материала не способна учесть различные предела текучести при растяжении и сжатии.

Изотропная пластичная (поверхности/тела)

Если вы выбрали {}Изотропную | Пластичная (поверхности/тела) в раскрывающемся списке 'Модель материала' включена вкладка для ввода нелинейных параметров материала.

11 Выберите модель пластического материала

Сначала выберите 'гипотезу разрушения напряжения'. Для выбора доступны следующие гипотезы:

von Mises (критерий текучести фон Мизеса)

По Треске (критерий текучести Треска)

Друкер-Прагер

Моор-Кулон

12 Определение гипотезы разрушения при напряжении

При выборе по фон Мизесу , в диаграмме напряжения-деформации будет использовано следующее напряжение:

Поверхности:

$σ_{v} = \sqrt{σ_{x}^{2} + σ_{y}^{2} - σ_{x} σ_{y} + 3 (τ_{x y}^{2})}$

Эквивалентное напряжение из основных напряжений по фон Мизесу

Объемы:

$σ_{v, Mises} = \sqrt{σ_{x}^{2} + σ_{y}^{2} + σ_{z}^{2} - σ_{x} σ_{y} - σ_{x} σ_{z} - σ_{y} σ_{z} + 3 (τ_{x y}^{2} + τ_{x z}^{2} + τ_{y z}^{2})}$

Эквивалентное напряжение σ_{v, Мизес} от основных напряжений

$σ_{v, Mises} = \sqrt{\frac{1}{2} [(σ_{1} - σ_{2})^{2} + (σ_{1} - σ_{3})^{2} + (σ_{2} - σ_{3})^{2}]}$

Эквивалентное напряжение σ_{v, Мизес} от главных напряжений

Согласно гипотезе Треска , используется следующее напряжение:

Поверхности:

$σ_{v} = \sqrt{{(σ_{x} - σ_{y})}^{2} + 4 {τ_{x y}}^{2}}$

Эквивалентное напряжение по Треске

Объемы:

$σ_{v, Tresca} = max (|σ_{1} - σ_{2}|; |σ_{2} - σ_{3}|; |σ_{3} - σ_{1}|)$

Эквивалентное напряжение σ_{v, Tresca}

Согласно гипотезе Друкера-Прагера , используется для поверхностей и тел следующее напряжение:

$σ_{v} = \frac{m - 1}{2} (σ_{1} + σ_{2} + σ_{3}) + \frac{m + 1}{2} \sqrt{\frac{1}{2} [{(σ_{1} - σ_{2})}^{2} + {(σ_{2} - σ_{3})}^{2} + {(σ_{3} - σ_{1})}^{2}]}$

$m = \frac{σ_{c}}{σ_{t}}$

σ_c Предельное напряжение при сжатии

σ_t Предельное напряжение при растяжении

Критерий текучести по Друкеру-Прагеру

Согласно гипотезе Мора-Кулона , используется для поверхностей и тел следующее напряжение:

$σ_{v} = \frac{m + 1}{2} m a x \{|σ_{1} - σ_{2}| + K (σ_{1} + σ_{2}), |σ_{2} - σ_{3}| + K (σ_{2} + σ_{3}), |σ_{3} - σ_{1}| + K (σ_{3} + σ_{1})\}$

$K = \frac{m - 1}{m + 1}$

$m = \frac{σ_{c}}{σ_{t}}$

Мор - Кулон

Изотропная нелинейная упругая (стержни)

Функциональность данной конструкции в основном соответствует модели материала {%://#изотропнаяPlastic1dTab изотропная пластическая (стержни)]]. Разница лишь в том, что после снятия нагрузки не остается пластической деформации.

Изотропная нелинейная упругая (поверхности/тела)

Функциональные возможности в основном соответствуют функциям модели материала {%ref#изотропныйNonlinearElastic2dTab изотропная пластическая (поверхности/тела)]]. Разница лишь в том, что после снятия нагрузки не остается пластической деформации.

Изотропное повреждение (поверхности/тела)

В отличие от других моделей материалов, диаграмма напряжения-деформации у этой модели материала не направлена против начала координат. Таким образом, с помощью данной модели материала можно отобразить, например, свойства сталефибробетона. Подробную информацию о моделировании сталефибробетона вы найдете в технической статье [https://www.dlubal.com/ru/podderzhka-i-obuchenije/podderzhka/baza-znanij/001601 Определение характеристик материала сталефибробетона фибробетон.

13 Модель материала «Изотропная | Ущерб »

В данной модели материала изотропная жесткость уменьшается со скалярным параметром повреждения. Данный параметр повреждения определяется по кривой напряжений, заданной на Диаграмме. Направление главных напряжений не учитывается. Скорее всего, повреждение возникает в направлении эквивалентной деформации, которое также включает в себя третье направление, перпендикулярное плоскости. Область растяжения и сжатия тензора напряжений рассматривается отдельно. В каждом случае применяются разные параметры повреждения.

«Размер элемента-ориентира» определяет, как деформация в области трещины масштабируется к длине элемента. При нулевом значении по умолчанию масштабирование не выполняется. Таким образом, свойства материала сталефибробетона моделируются реалистично.

Более подробная информация о теоретических основах модели материала 'изотропное повреждение' находится в технической статье, посвященной Base/001461 Нелинейное повреждение модели материала.

Ортотропная пластичная (поверхности)/Ортотропная пластичная (тела)

Модель материала в соответствии с "Tsai-Wu" объединяет свойства пластичности с ортотропными свойствами. Это позволяет моделировать специальные материалы с анизотропными характеристиками, такие как армированный волокном пластик или древесина.

Когда материал достигает пластификации, считается, что напряжения остаются неизменными. Перераспределение затем осуществляется в соответствии с жесткостями, доступными в отдельных направлениях.

14 Модель материала «Ортотропная | Пластик (поверхности) »

15 Модель материала ' ортотропная | Пластик (сплошной) '

Упругая область соответствует модель материала. Для пластической зоны применяется следующее условие текучести по Tsai-Wu :

Поверхности (2D):

$σ_{x} [\frac{1}{f_{t, x}} - \frac{1}{f_{c, x}}] + \frac{{σ_{x}}^{2}}{f_{t, x} f_{c, x}} +$

$σ_{y} [\frac{1}{f_{t, y}} - \frac{1}{f_{c, y}}] + \frac{{σ_{y}}^{2}}{f_{t, y} f_{c, y}} +$

$\frac{{τ_{x y}}^{2}}{{f_{v, x y}}^{2}} - {[\frac{1}{f_{t, x}} + \frac{1}{f_{c, x}}]}^{2} \frac{E_{x} E_{p, x}}{E_{x} - E_{p, x}} α \leq 1$

$α = \sum_{i} ∆ γ_{i}$

Цай-Ву, Планарное напряженное состояние

Тела (3D):

$σ_{x} [\frac{1}{f_{t, x}} - \frac{1}{f_{c, x}}] + \frac{{σ_{x}}^{2}}{f_{t, x} f_{c, x}} +$

$σ_{y} [\frac{1}{f_{t, y}} - \frac{1}{f_{c, y}}] + \frac{{σ_{y}}^{2}}{f_{t, y} f_{c, y}} +$

$σ_{z} [\frac{1}{f_{t, z}} - \frac{1}{f_{c, z}}] + \frac{{σ_{z}}^{2}}{f_{t, z} f_{c, z}} +$

$\frac{{τ_{y z}}^{2}}{{f_{v, y z}}^{2}} + \frac{{τ_{x z}}^{2}}{{f_{v, x z}}^{2}} + \frac{{τ_{x y}}^{2}}{{f_{v, x y}}^{2}} -$

${[\frac{1}{f_{t, x}} + \frac{1}{f_{c, x}}]}^{2} \frac{E_{x} E_{p, x}}{E_{x} - E_{p, x}} α \leq 1$

$α = \sum_{i} ∆ γ_{i}$

Цай-Ву, Пространственное напряжение

Все прочности требуется задать в качестве положительных значений.

Критерий напряжения можно представить как эллиптическую поверхность в шестимерном пространстве напряжений. Если один из трех компонентов напряжения применяется в качестве постоянного значения, то поверхность можно спроецировать в трехмерное пространство напряжений.

Если значение для f_y (σ) по уравнению {%/#formula001072 Tsai-Wu, плоское напряженное состояние]], меньше чем 1, то напряжения находятся в зоне упругости. Пластическая зона достигается при f_y (σ) = 1. Значения, превышающие 1, не допускаются. Поскольку работа модели идеально-пластичная, жесткость здесь отсутствует.

Кладка

Если https://www.dlubal.com/ru/produkty/addony-dlja-rfem-6-i-rstab-dopolnitelnyje-moduli дополнительный .com/ru/produkty/addony-dlja-rfem-6-i-rstab-9/design/masonry -design Расчёт кладки (требуется лицензия), модели материала 'Изотропная доступны для материала тип 'Кладка' | Кладка | Пластическая (поверхности)' и 'Ортотропная | Кладка | Для выбора типа материала 'Кладка' доступны модели материала Пластические (поверхности)'.

16 Модели материалов для кладки

Обе модели материалов описаны в разделе Материалы руководства по кладке.

Родительское сечение

Материалы

σ_c	Предельное напряжение при сжатии
σ_t	Предельное напряжение при растяжении