材料

材料用于定义面、截面和实体。材料属性会计入这些对象的刚度中。

名称

您可以为材料指定任意名称。如果该名称与库中的条目一致，RFEM 将读取存储的材料参数。要在库中选择材料，请点击输入行末尾的 按钮。材料调用在章节 Materialbibliothek 中有说明。

对于库中的材料，“基本材料参数”已固定设置，且不可更改。如果您希望使用材料的自定义参数，请在“选项”部分勾选自定义材料复选框（见章节 Benutzerdefiniertes Material）。

基础

基础选项卡管理基本材料参数。它也提供用于定义可在其他选项卡中设置的特殊属性的控制功能。

类别

在此部分中，您可定义材料类型和材料模型。

材料类型

材料类型决定哪些参数和系数与设计相关。该分类还规定了材料的分项安全系数，这些系数会根据所采用的规范在设计中加以考虑。

对于库中的材料，已预设以下某一种材料类型。

材料模型

列表中可选择以下材料模型：

各向同性 | 线弹性

材料的线弹性刚度特性与方向无关。可表示如下：

适用以下条件：

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0,5（用于面和实体；用于杆件时上限无限制）

对于面，其柔度矩阵（刚度矩阵的逆）为：

正交各向异性 | 线弹性（面）

对于该材料模型，可以定义在两个面内方向 x 和 y 上不同的刚度特性。这样可例如描述玻纤增强塑料、肋板楼盖或钢筋混凝土楼板的受力方向。面轴 x 和 y 在面内相互垂直。

要为 x 和 y 方向定义不同的材料特性，请在“选项”部分激活自定义材料复选框。然后可在正交各向异性 | 线弹性（面）选项卡中设置材料参数。

为了使刚度矩阵为正定，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

泊松比可为两个正交各向异性方向定义。ν_xy 和 ν_yx 的下标含义如下：第一个下标表示应力方向上的应变，第二个下标表示与应力方向垂直的负应变。

正交各向异性 | 线弹性（实体）

在三维正交各向异性材料模型中，可以分别定义实体各个方向上的弹性刚度。要为每个方向定义不同的材料特性，请在“选项”部分激活 自定义材料 复选框。然后可在正交各向异性 | 线弹性（实体）选项卡中设置材料参数。

根据输入确定的刚度矩阵元素在“正交各向异性 | 线弹性（实体） - 刚度矩阵”选项卡中给出。

各向同性 | 木材 | 线弹性（杆件）

该材料模型适用于“木材”类型材料。借助它，例如可以在杆模型中反映 OSB 板的特性，并考虑其因安装方向不同而产生的刚度差异。板的方向可在各向同性 | 木材 | 线弹性（杆件）选项卡中通过两个列表进行定义。

正交各向异性 | 木材 | 线弹性（面）

对于“木材”类型材料，可借助该材料模型控制作为墙或板的受力作用下的弹性模量以及剪切模量 G_xy：例如，OSB 板根据安装方向的不同，在模型中表现出方向相关的刚度。

刚度参数可在正交各向异性 | 木材 | 线弹性（面）选项卡中定义。对于库中的木材材料，预设了标准值。要为各方向定义不同的材料特性，请先在“选项”部分激活自定义材料复选框。

基本材料参数

在“基础”选项卡的这一部分中给出了材料最重要的参数。

弹性模量

弹性模量描述法向应力与应变之间的关系。

剪切模量

剪切模量 G，也称滑移模量，是描述线性、各向同性和均质材料弹性行为的第二个特征值。在这种情况下，变形基于剪应力。

泊松比

泊松比 ν，也称横向收缩系数，用于确定横向收缩。对于各向同性材料，泊松比通常介于 0.0 和 0.5 之间。因此，当数值达到 0.5（例如橡胶）时，应认为并非各向同性材料。

对于各向同性材料，E 模量、G 模量和泊松比之间的关系见公式 Querdehnzahl。

如果您输入具有各向同性特性的 Benutzerdefiniertes Material，RFEM 会根据 E 模量和 G 模量的值确定泊松比。需要时，您可在“定义类型”列表中更改此默认设置。

定义类型

体积重 / 密度

体积重 γ 描述材料单位体积的重量。该参数尤其对“自重”荷载工况具有重要意义：模型的自动自重根据体积重以及所使用杆件的截面面积，或面和实体进行确定。

密度 ρ 描述材料单位体积的质量。该参数用于动力分析。

热膨胀系数

热膨胀系数 α 描述温度变化与长度变化之间的线性关系（材料受热时伸长，冷却时收缩）。

热膨胀系数与“温度”和“温度变化”荷载类型相关。

选项

“基础”选项卡中的复选框可用于影响材料特性。激活某项选项后，会添加新的选项卡。

自定义材料

对于库中的材料，材料参数已预先固定设置，因此不能在输入字段中直接更改。要调整材料属性，请激活“自定义材料”复选框。这样，“基础”选项卡中的基本材料参数输入字段即可使用。同样，您也可以在“材料参数”选项卡中更改与设计相关的参数（见图 材料参数调整）。在“刚度修正”选项卡中，可以通过系数对 E 模量和 G 模量进行整体缩放（见图 材料刚度调整）。

与温度相关

要定义具有温度相关应力-应变特性的线弹性材料，请激活“自定义”和“与温度相关”复选框。然后您可以在 Temperaturabhängig 选项卡中设置与温度相关的材料参数。

成本估算

为进行成本计算，会使用分配给各对象的材料。您可以在 Kostenschätzung 选项卡中定义对象的单价和单位。

CO₂ 排放估算

CO₂ 排放估算同样基于分配给各对象的材料。您可以在 Abschätzung der CO₂-Emissionen 选项卡中定义单位排放量和单位。

自定义纹理

通过自定义纹理，您可以为材料指定表面结构。这样，对象在渲染中将呈现得非常逼真。请在“自定义纹理”选项卡中选择现有条目，或通过 按钮定义新纹理（见章节 Texturen）。

材料参数

在材料参数选项卡中列出了对静力分析以及附加模块中的设计有影响的所有材料参数。

刚度修正

如果您在“基础”选项卡中勾选了自定义材料选项，则会显示刚度修正选项卡。您可以在此全局调整材料刚度，例如考虑安全系数或折减后的材料特性。

在“修正类型”部分的列表中可选择两种方式：

• E 模量和 G 模量的除数系数
• E 模量和 G 模量的乘数系数

请在“参数”部分中输入用于调整材料刚度的系数。

如果材料具有正交各向异性特性，则可在正交各向异性 | 线弹性选项卡中调整 E 模量、G 模量以及泊松比（见图 刚度矩阵）。如果您在正交各向异性 | 线弹性 | 刚度矩阵选项卡中激活“设置刚度矩阵元素”选项，也可手动定义刚度矩阵元素。

与温度相关

如果您在“基础”选项卡中勾选了自定义材料和与温度相关选项，则会显示与温度相关选项卡。您可以在此描述材料的温度相关参数。与温度相关的材料特性会被考虑用于受温度或温度变化热作用的对象。在计算温度荷载时，将采用相应步骤的终温。

请在“温度相关参数”列表中选择一个材料参数，例如 E 模量。然后通过 按钮生成所需表格行，以便逐行输入温度及对应数值。通过 按钮还可以从 Excel 表格导入数据。

“参考温度”用于定义没有温度荷载的对象的刚度。例如，当参考值为 300 °C 时，将对所有杆件和面采用该温度曲线该点的折减 E 模量。

自定义材料库

您可以将自定义材料作为模板保存到库中。这样，在其他项目中就无需再次定义材料特性。

保存材料

要将当前材料保存为自定义材料，请在设置完“基本材料参数”下方的材料参数后点击 按钮。

随后会出现“新建自定义材料”对话框。

请在“名称”字段中输入材料名称。必要时，您还可以调整材料参数。然后点击“确定”即可将自定义材料保存到库中。

读取材料

要从库中读取自定义材料，请在“基本材料参数”部分点击 按钮。

随后会出现“编辑自定义材料”对话框。在此包含您已保存材料的库中（见图 对话框“新建自定义材料”），您可以选择合适的条目，然后点击“确定”应用。

如果您已读取自定义材料并希望总体更改其属性，可通过 按钮（在“基本材料参数”部分）在库中调整材料参数。

设置库的存储位置

自定义材料库默认存储在用户配置目录中的 user_library_material.dbm 文件内。您可以在 程序选项 中查看该目录。

在数据库类别中选择用户材料库条目 (1)。然后通过 按钮显示 user_library_material.dbm 文件所在文件夹 (2)。如果您想使用位于公司网络驱动器上的其他材料库，请设置该文件的目录并点击“保存”。您也可以将文件传输到另一台计算机，并在同一对话框中相应调整存储路径。

成本估算

如果您在“基础”选项卡中勾选了成本估算选项，则会显示成本估算选项卡。

在结构对象“杆件”、“面”和“实体”中勾选与材料成本估算相关的材料参数：重量、体积或面积等。

在“单价”列中输入材料单位的价格。在“单位”列的列表中可以选择不同的单价单位。

程序根据单价以及分配给材料的结构对象属性，直接计算相应成本。

表格末尾的“总重量”显示由该材料所有已激活分部分量重量累加得到的质量。此外，还会显示该材料在所有用于成本估算的材料总质量中所占的比例。

“总成本”显示由该材料所有已激活分部成本累加得到的价格。此外，还会显示该材料在所有材料总价格中所占的比例。

“总成本”由所有已激活用于成本估算材料的总成本相加得到。

CO₂ 排放估算

如果您在“基础”选项卡中勾选了CO₂ 排放估算选项，则会显示CO₂ 排放估算选项卡。

在结构对象“杆件”、“面”和“实体”中勾选与 CO₂ 排放估算相关的材料参数：重量、体积或面积等。

在“单位排放”列中输入材料单位所产生的 CO₂ 值。在“单位”列的列表中可以选择不同的 CO₂ 当量排放单位。

程序根据单位排放量以及分配给材料的结构对象属性，计算相应的 CO₂ 排放。因此该计算是直接进行的，而不像其他附加模块那样通过单独功能完成。

“总排放”显示由该材料所有已激活的分部排放累加得到的 CO₂ 当量。此外，还会显示该材料在所有用于估算的材料总排放中所占的比例。

“总排放”由所有已激活用于 CO₂ 排放估算材料的总排放相加得到。