材料

需要材料来定义表面、截面和体积。材料特性会影响这些对象的刚度。

名称

您可以为材料设置任何名称。如果标记与库中的条目匹配，RFEM将读取存储的材料特性值。要从库中选择材料，请单击输入行末尾的按钮 。材料的采用在章节 Materialbibliothek 中描述。

对于库中的材料，“基本材料参数”是固定的，不可更改。如果您希望使用自定义的材料参数，请在“选项”部分勾选 自定义材料（见章节 Benutzerdefiniertes Material）。

基础

“基础”选项卡管理基础材料参数。它还提供了为您可以在附加选项卡中设置的特殊属性的控制选项。

类别

在本节中，您可以设置材料类型和材料模型。

材料类型

材料类型决定了在设计中哪些参数和系数是相关的。这种分类也规定了材料的局部安全系数，根据标准在设计中考虑。

对于库中的材料，预设了以下几种材料类型之一。

材料模型

列表中可选择以下材料模型：

各向同性 | 线性弹性

材料的线性弹性刚度特性与方向无关。它们可描述如下：

具有以下条件：

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0.5（对于表面和体积；对于杆件无限制）

对于表面的柔度矩阵（刚度矩阵的逆）为：

正交异性 | 线性弹性（表面）

在这种材料模型中，可以定义在两个表面方向x和y上表现不同的刚度特性。这使得例如玻璃纤维增强塑料、肋板或配筋楼板的属性可以被描述。表面轴x和y在表面平面内相互垂直。

要为x和y方向定义不同的材料特性，请在“选项”部分激活复选框 Benutzerdefiniertes Material。然后您可以在 Orthotrop | Linear elastisch (Flächen) 选项卡中设置材料的参数。

为了确保正定的刚度矩阵，必须满足以下条件：

• E_x > 0; E_y > 0
• G_yz > 0; G_xz > 0; G_xy > 0
• $$\left|{\mathrm{\nu }}_{\mathrm{xy}}\right|<\sqrt{\frac{{\mathrm{E}}_{\mathrm{x}}}{{\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}}}$$

  泊松比

可以为两个正交方向定义泊松比。ν_xy 和 ν_yx 的索引如下：第一个索引代表应力方向的拉伸，第二个索引代表横向负应变。

正交异性 | 线性弹性（体积）

在三维正交异性材料模型中，可以分别在体积的所有方向上定义弹性刚度。要为每个方向定义不同的材料特性，请在“选项”部分激活复选框 Benutzerdefiniertes Material。然后您可以在 Orthotrop | Linear elastisch (Volumenkörper) 选项卡中设置材料的参数。

在“正交异性 | 线性弹性（体积） - 刚度矩阵”选项卡中，会显示从输入中计算出的刚度矩阵元素。

各向同性 | 木材 | 线性弹性（杆件）

这种材料模型适用于类型为“木材”的材料。例如，您可以在杆件模型中呈现OSB板的性质，该模型捕捉到与安装位置相关的不同刚度。您可以通过两个列表在 Isotrop | Holz | Linear elastisch (Stäbe) 选项卡中指定板的位置。

正交异性 | 木材 | 线性弹性（表面）

对于类型为“木材”的材料，此材料模型可控制E模量对作为墙或板的负载效应以及剪切模量G_xy：OSB板根据模型中的安装位置表现出方向依赖性的刚度。

您可以在 Orthotrop | Holz | Linear elastisch (Flächen) 选项卡中定义刚度参数。对于来自库的木材，标准值是预先设定的。要为每个方向定义不同的材料特性，请先在“选项”部分激活复选框 Benutzerdefiniertes Material。

基本材料参数

在“基础”选项卡的这个部分，列出了材料的主要参数。

弹性模量

E模量描述了正应力与应变之间的关系。

剪切模量

剪切模量G，也称为剪切模量，是描述线性、各向同性、均匀材料弹性行为的第二个特征量。在这种情况下，变形基于剪切应力。

泊松比

泊松比ν，也称为泊松数，用于确定横向收缩。对于各向同性材料，泊松比通常在0.0到0.5之间。大于0.5（例如橡胶）的值意味着不存在各向同性材料。

对于各向同性材料，E模量、G模量与泊松比之间的关系在公式 Querdehnzahl 中描述。

如果您输入的 Benutzerdefiniertes Material 具有各向同性特性，RFEM会根据E和G模量确定泊松比。您可以在“定义类型”列表中根据需要更改此默认设置。

定义类型

比重 / 密度

比重γ表示材料每单位体积的重量。此标记对于荷载情况“自重”特别重要：模型的自动自重是根据比重和所用杆件的截面面积或表面和体积计算的。

密度ρ描述了材料每单位体积的质量。此标记用于动态分析。

热膨胀系数

热膨胀系数α描述了温度变化和长度变化（材料加热时的形变，冷却时的压缩）之间的线性关系。

热膨胀系数在荷载类型“温度”和“温度变化”中起作用。

选项

“基础”选项卡的本部分中的复选框，可以影响材料特性。启用某个选项后，会增加新的选项卡。

用户自定义材料

对于库中的材料，材料参数是固定预设的。因此，在输入字段中不能直接更改。要调整材料的特性，请激活“自定义材料”复选框。这将使“基础”选项卡中的基本材料参数输入字段变得可访问。同样，您可以在“材料参数”选项卡中更改特定的设计参数（见 Materialkennwerte anpassen 图）。在“刚度修改”选项卡中，可以通过因子全局调整E和G模量（见 Materialsteifigkeit anpassen 图）。

温度相关

要定义具有温度相关应力-应变特性的线性弹性材料，请激活“用户自定义”和“温度相关”复选框。然后，您可以在 Temperaturabhängig 选项卡中设置温度相关材料参数。

材料参数

在“材料参数”选项卡中列出了对静态分析和附加模块中的设计相关的所有材料参数。

刚度修改

如果您在“基础”选项卡中勾选了 Benutzerdefiniertes Material 选项，将显示'刚度修改'选项卡。您可以在此全局调整材料的刚度，例如考虑安全系数或降低的材料特性。

在“修改类型”部分的列表中提供了两种选择：

• E和G模量的分割因子
• E和G模量的乘法因子

在“参数”部分中指定您要用来调整材料刚度的因子。

对于带有正交异性特性的材料，可以在“正交异性 | 线性弹性”选项卡中调整E和G模量以及泊松比（见 Steifigkeitsmatrix 图）。如果您在“正交异性 | 线性弹性 | 刚度矩阵”选项卡中激活“设置刚度矩阵元素”选项，您还可以手动设置刚度矩阵元素。

温度相关

如果您在“基础”选项卡中勾选了 Benutzerdefiniertes Material 和 Temperaturabhängig 选项，将显示'温度相关'选项卡。您可以在此描述材料的温度相关参数。温度相关的材料特性适用于由于温度或温度变化而受热影响的对象。在计算温度荷载时，将使用每个步骤的最终温度。

在列表“温度相关参数”中选择一个材料参数，例如E模量。然后通过按钮 生成所需的表格行，以便可以逐行输入温度及其相关值。使用按钮 也可以从Excel表格中导入数据。

“参考温度”决定了没有温度荷载的对象的刚度。例如，在300°C的参考值情况下，将为所有杆件和表面使用此温度曲线点的减少的E模量。

用户自定义材料库

您可以将自定义的材料作为模板保存在一个库中，从而无需在其他项目中重新定义材料特性。

保存材料

要将当前材料作为用户自定义材料保存，在定义材料参数后，在“基本材料参数”部分下面单击按钮 。

将出现“新用户自定义材料”对话框。

在“名称”字段中输入材料的标记。必要时，您可以进一步调整材料参数。单击确定后，材料将存储到库中。

读取材料

要从库中读取用户自定义材料，请在“基本材料参数”部分中单击按钮 。

将出现“编辑用户自定义材料”对话框。在这个包含您存储的材料的库中（见 Dialog 'Neues benutzerdefiniertes Material' 图），您可以选择合适的条目并单击确定进行采用。

如果您读取了一个自定义材料，并且希望调整其通用属性，则可以通过“基本材料参数”部分中的按钮 在库中调整材料参数。

设定库的存储位置

用户自定义材料库默认存储在用户配置目录下的文件 user_library_material.dbm 中。您可以在 Programmoptionen 中检查此目录。

在“数据库”类别中选择条目“用户-材料库” (1)。然后通过按钮 显示 user_library_material.dbm 文件的文件夹 (2)。如果您想使用企业网络驱动器上另一个材料库，请指定该文件的路径并单击“保存”。您还可以将文件传输到另一台计算机，并在那里设置合适的存储路径。