在线手册 RFEM 6

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Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

2023-12-06

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概览

图形用户界面和设置

Dlubal 中心

模型 - 基本数据

结构

缺陷

荷载工况和组合

荷载向导

荷载

结果对象

成本和排放

计算

结果

辅助对象

数字孪生

程序功能

结果评估

计算书

图纸页面

材料

材料用于定义面、截面和实体。材料属性会影响这些对象的刚度。

“新建材料”对话框

名称

您可以为材料指定任意名称。如果名称与库中的条目一致，RFEM 会读入所存储的材料特性。要在库中选择材料，请点击输入行末尾的按钮。材料的导入在材料库章节中说明。

信息

如果您在文本框中输入一个常用名称，例如"355J"，则会显示该材料按不同标准的列表。

对于来自库的材料，"基本材料特性"已固定设置，不可更改。如果您想使用材料的自定义特性，请在"选项"部分勾选用户自定义材料复选框（参见用户自定义材料部分）。

基础

基础选项卡管理材料的基本参数。它还提供对特殊属性的控制功能，您可以在附加选项卡中进行设置。

类别

在此部分中，您可以设置材料类型和材料模型。

材料类型

材料类型控制哪些参数和系数在设计验算中起作用。该分类还规定了材料的分项系数，在设计验算时根据相应的标准予以考虑。

对于库中的材料，默认预设置以下材料类型之一。

材料类型

材料模型

列表中提供以下材料模型供选择：

选择材料模型

信息

如果已激活模型基本数据中的分析附加模块非线性材料行为（需要许可），则还可使用更多材料模型。这些模型在非线性材料行为章节中说明。

各向同性 | 线弹性

材料的线弹性刚度特性与方向无关。可以用以下方式描述：

E = 2 G (1 + ν)

E	弹性模量
G	剪切模量
ν	泊松比

弹性模量、剪切模量和泊松比

适用以下条件：

E > 0
G > 0
-1 < ν ≤ 0,5（对于面和实体；对于杆件上限不受限制）

柔度矩阵（刚度矩阵的逆矩阵）对于面为：

[\begin{matrix} ε_{x} \\ ε_{y} \\ γ_{xy} \\ γ_{yz} \\ γ_{xz} \end{matrix}] = [\begin{matrix} \frac{1}{E} & - \frac{ν}{E} & 0 & 0 & 0 \\ - \frac{ν}{E} & \frac{1}{E} & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1}{G} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G} \end{matrix}] \cdot [\begin{matrix} σ_{x} \\ σ_{y} \\ τ_{xy} \\ τ_{yz} \\ τ_{xz} \end{matrix}]

弹性矩阵

正交各向异性 | 线弹性（面）

在该材料模型中，可以定义在两个面方向 x 和 y 上表现不同的刚度特性。由此可以模拟例如玻璃纤维增强塑料、肋楼盖或钢筋混凝土楼板的张拉方向的特性。面轴 x 和 y 在面平面内彼此垂直。

要定义 x 方向和 y 方向不同的材料属性，请在"选项"部分激活用户自定义材料复选框。然后在正交各向异性 | 线弹性（面）选项卡中可以设置材料的参数。

正交各向异性线弹性材料的刚度矩阵（面）

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
$|ν_{xy}| < \sqrt{\frac{E_{x}}{E_{y}}}$

泊松比

可以为两个正交各向异性方向定义泊松比。ν_xy 和 ν_yx 的下标含义如下：第一个下标分别表示应力方向的应变，第二个下标表示垂直于应力方向的负应变。

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"部分激活用户自定义材料复选框。然后在正交各向异性 | 线弹性（实体）选项卡中可以设置材料的参数。

正交各向异性线弹性材料（实体）的刚度矩阵

由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 | 线弹性（杆件）

该材料模型适用于'木'类型的材料。例如，可以借此在杆件模型中模拟 OSB 板的特性，该模型根据安装位置考虑不同的刚度。板的位置可以在各向同性 | 木 | 线弹性（杆件）选项卡中通过两个列表进行设置。

一种杆件用各向同性线弹性木结构参数

信息

'刚度调整'选项卡按照规范管理材料的分项系数。对于用户自定义材料，您可以在此处调整该因子。

正交各向异性 | 木 | 线弹性（面）

对于'木'类型的材料，可以使用该材料模型针对墙或板的承载作用控制弹性模量以及剪切模量 G_xy：例如，OSB 板根据模型中的安装位置表现出方向相关的刚度。

刚度参数可以在正交各向异性 | 木 | 线弹性（面）选项卡中定义。对于库中的木材料，已预设置标准值。要为每个方向定义不同的材料属性，请先在"选项"部分激活用户自定义材料复选框。

面用正交各向异性线弹性木结构参数

基本材料特性

在'基础'选项卡的该部分中列出了材料最重要的特性。

“材料基本属性”部分

弹性模量

弹性模量（E 模量）描述轴向应力与应变之间的比值。

剪切模量

剪切模量 G，也称为滑移模量，是描述线弹性、各向同性且均质材料弹性特性的第二个特征量。此时的变形基于剪应力。

泊松比

泊松比 ν（也称为 Poisson 数）用于确定横向收缩。各向同性材料的泊松比通常介于 0,0 和 0,5 之间。当数值达到 0,5 及以上（例如橡胶）时，则应假设不存在各向同性材料。

各向同性材料的弹性模量、剪切模量和泊松比之间的关系在公式泊松比中说明。

信息

对于来自库的材料，剪切模量 G 会根据弹性模量和泊松比自动确定。这样可以保证各向同性材料的刚度矩阵是对称的。由此确定的剪切模量值在某些情况下可能会与欧洲规范中的数值略有偏差。

如果您输入一个具有各向同性特性的用户自定义材料，RFEM 会根据弹性模量和剪切模量的数值确定泊松比。如有需要，您可以在'定义类型'列表中更改此预设。

定义类型

E \| G \| (ν)	根据弹性模量和剪切模量确定泊松比
E \| (G) \| ν	根据弹性模量和泊松比确定剪切模量
E \| G \| ν	弹性模量、剪切模量和泊松比相互独立

比重 / 密度

比重 γ 描述材料每单位体积的重量。该数值对于"自重"荷载工况尤为重要：模型的自重由比重以及所用杆件的截面面积或者面和实体自动确定。

密度 ρ 描述材料每单位体积的质量。该数值用于动力分析。

热膨胀系数

热膨胀系数 α 描述温度变化与长度变化（材料受热时的伸长、冷却时的压缩）之间的线性关系。

热膨胀系数与荷载类型'温度'和'温度变化'相关。

提示

在材料参数选项卡中或通过按钮，您可以检查更多的特性值。

选项

'基础'选项卡该部分中的复选框可以影响材料属性。激活某个选项后，将添加新的选项卡。

“选项”部分

用户自定义材料

对于来自库的材料，材料特性已固定预设，因此无法在输入框中直接修改。要调整材料的属性，请激活'用户自定义材料'复选框。这样'基础'选项卡中基本材料特性的输入框即可编辑。同样，您可以在'材料参数'选项卡中修改与设计相关的特性值（参见图片调整材料特性）。在'刚度调整'选项卡中，可以使用一个因子对弹性模量和剪切模量进行全局缩放（参见图片调整材料刚度）。

信息

在用户自定义材料库部分中说明如何保存用户自定义材料并跨项目使用。