材料

材料用于定义表面、截面和体积。材料属性在这些对象的刚度中起作用。

名称

您可以为材料命名任意名称。如果名称与库中的条目匹配，RFEM将读取存储的材料属性。要从库中选择材料，请点击输入行末尾的按钮 。关于材料的采集，请参阅章节Materialbibliothek。

对于来自库的材料，“基本材料属性”是预设的且无法更改。如果要使用自定义材料属性，请在“选项”部分勾选“自定义材料”复选框（详见章节用户定义材料）。

基本

“基本”选项卡管理基本的材料参数。它还提供了在其他选项卡中设置特性选项的控制。

类别

在此部分，您可以设置材料类型和材料模型。

材料类型

材料类型控制在设计中哪些参数和系数是相关的。此分类还定义了材料的部分安全系数，这些系数在设计中根据不同标准被考虑。

对来自库的材料，预设了以下材料类型之一。

材料模型

在列表中，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属性与方向无关，可以如下描述：

适用以下条件：

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0.5（对于表面和体积; 对于杆件没有上限）

对于表面的柔度矩阵（刚度矩阵的逆）为：

正交各向异性 | 线性弹性（表面）

在此材料模型中，可以定义x和y两个方向不同的刚度属性。这可以反应如玻璃纤维增强塑料、肋板或钢筋板方向的属性。x和y方向的平面轴在平面内相互垂直。

要为x和y方向定义不同的材料属性，请在“选项”部分激活“自定义材料”复选框。在“正交各向异性 - 线性弹性（表面）”选项卡中，然后可以设置材料的参数。

要获得正定的刚度矩阵，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

正交各向异性 | 线性弹性（体积）

在三维正交各向异性材料模型中，可以分别定义体积的各个方向的弹性刚度。要为每个方向定义不同的材料属性，请在“选项”部分激活“自定义材料”复选框。在“正交各向异性 - 线性弹性（体积）”选项卡中，然后可以设置材料的参数。

从输入中确定的刚度矩阵元素将在“正交各向异性 - 线性弹性（体积） - 刚度矩阵”选项卡中给出。

各向同性 | 木材 | 线性弹性（杆件）

此材料模型适用于类型为“木材”的材料。这样可以在杆件模型中反映OSB板的性质，该模型捕获到不同安装位置的不同刚度。在“各向同性 木材 | 线性弹性（杆件）”选项卡中，您可以通过两个列表来设置板的位置。

正交各向异性 | 木材 | 线性弹性（表面）

对于类型为“木材”的材料，此材料模型可以根据墙或板承重效果以及剪切模量G_xy调控E模量：例如根据模型中的安装位置，OSB板显示出方向依赖的刚度。

在“正交各向异性 木材 | 线性弹性（表面）”选项卡中可以定义刚度参数。对于来自库中的木材材料，默认设置了标准值。要为每个方向定义不同的材料属性，请先在“选项”部分激活“自定义材料”复选框。

基本材料属性

在“基本”选项卡中列出了材料的主要属性。

弹性模量

E模量描述了正规应力与应变的关系。

剪切模量

剪切模量G，也称为滑移模量，是描述线性、各向同性和均质材料弹性行为的第二个参数。变形在这种情况下基于剪切应力。

泊松比

泊松比ν，是计算横向变形所需的系数。对于各向同性材料，泊松比通常介于 0.0 和 0.5 之间。从0.5（例如橡胶）的值开始，假设不存在各向同性材料。

各向同性材料中的E模量、G模量和泊松比之间的关系在方程Poisson's ratio中描述。

如果您输入了一个自定义材料及其各向同性特性，RFEM将从E和G模量的值中计算泊松比。您可以根据需要在“定义类型”列表中更改此默认设置。

定义类型

比重 / 密度

比重γ描述了每单位体积的材料重量。这一说明对于“自重”工况尤其重要：模型的自动自重通过比重和使用的杆件截面积或表面和体积的面积计算。

密度ρ描述了每单位体积的材料质量。这一说明在动态分析中是必要的。

热膨胀系数

热膨胀系数α描述了温度与长度变化之间的线性关系（材料加热时的膨胀，冷却时的缩短）。

热膨胀系数对负荷类型“温度”和“温度变化”是相关的。

选项

“基础”选项卡中的复选框允许您影响材料属性。激活一个选项后，将补充新的选项卡。

用户定义的材料

对于库中的材料，材料属性是预设的，无法直接在输入字段中更改。要调整材料的属性，请激活“用户定义的材料”复选框。这样，“基础”选项卡中的基本材料属性输入字段将可访问。在“材料属性”选项卡中，您还可以更改设计特定的属性（参见图片材料属性调整）。在“刚度调整”选项卡中，还可以通过一个因子全局缩放E和G模（参见图片刚性调整）。

温度依赖

要定义具有温度依赖应力应变特性的线性弹性材料，请激活“用户定义的”和“温度依赖”的复选框。您可以在温度依赖选项卡中设置温度依赖的材料参数。

材料属性

在“材料属性”选项卡中，列出了所有在附加组件设计和静态分析中起作用的材料属性。

刚度修正

如果在“基础”选项卡中勾选了“用户定义的材料”选项，将显示“刚度修正”选项卡。您可以在此处全局调整材料的刚度，例如以考虑安全系数或降低的材料特性。

在“修正类型”部分的列表中，有两种选择：

• E和G模量的分系数
• E和G模量的乘系数

在"参数"部分提供您希望调整材料刚度的因数。

如果材料具有正交各向异性特性，在“正交各向异性 | 线性弹性”选项卡中，可以调整E和G模量以及泊松比（参见图片刚度矩阵）。如果您在“正交各向异性 | 线性弹性 | 刚度矩阵”选项卡中启用“设置刚度矩阵元素”，则您也可以手动设置刚度矩阵元素。

温度依赖

如果在“基础”选项卡中勾选了“用户定义的材料”和“温度依赖”选项，将会显示“温度依赖”选项卡。您可以在此描述材料的温度依赖性属性。对于受温度或温度变化热作用的对象，会考虑温度依赖的材料特性。在计算温度负载时，考虑的是每一步的终端温度。

在“温度依赖属性”列表中选择一个材料属性，例如E模量。然后使用按钮 生成所需的表格行，您可以按行输入温度和相应的值。使用按钮 ，数据也可以从Excel表格中导入。

“参考温度”设定了没有温度负载的对象的刚度。参考值例如为300℃，那么所有的杆件和表面将使用从温度曲线的此点校正的E模量。

用户定义的材料库

您可以在库中将用户定义的材料存储为模板，这样在其他项目中无需再次定义材料属性。

保存材料

要将当前材料保存为用户定义的材料，请在定义材料属性后点击基本材料属性部分底部的按钮 。

会出现“新建用户定义的材料”对话框。

在“名称”字段中输入材料的名称。如需，您还可以调整材料属性。确认后，将用户定义的材料存储在库中。

读取材料

要从库中读取用户定义的材料，请点击基本材料属性部分的按钮 。

会出现“编辑用户定义的材料”对话框。在这个带有您存储的材料的库中（参见图片新建用户定义的材料对话框），您可以选择合适的条目，然后确认获取。

如果您已经读取一个用户定义的材料，并且整体上希望更改属性，您可以使用基本材料属性部分的按钮 在库中调整材料属性。

确定库的存储位置

用户定义的材料库文件按默认设置存储在“user_library_material.dbm”文件中，位于用户配置目录中。此目录可以在程序选项中检查。

在“数据库”类别中选择“用户材料库”条目（1）。然后通过按钮 显示文件user_library_material.dbm的文件夹（2）。如果希望使用公司网络上的其他材料库，请设定文件的目录并点击“保存”。您还可以将文件传输到另一台计算机，并在相应的对话框中设置适当的目录路径。