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Dipl.-Ing. （FH）Robert Fogl

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

结构对象

计算

结果

辅助对象

程序功能

结果评估

计算书

材料

材料在定义面、截面和体积体时需要使用。材料特性影响这些对象的刚度。

“新建材料”对话框

名称

您可以为材料设置任意名称。如果名称与库中的条目匹配，RFEM将读取存储的材料特性。要从库中选择材料，请单击输入行末的按钮。有关材料采纳的详细信息，请参见章节 Materialbibliothek。

信息

当您在文本字段中输入通用名称时，例如"355J"，将显示此材料在不同标准下的列表。

对于库中的材料，“基本材料特性”是固定的且不可更改。若要使用自定义的材料特性，在“选项”部分勾选“自定义材料”的复选框（参见章节自定义材料）。

基础

“基础”注册表管理基本的材料参数，也提供了可在附加注册表中定义的特殊属性的控制选项。

分类

在此部分中，您可设置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在设计时相关。该分类还提供设计时根据不同标准考虑的材料部分安全系数。

对于库中的材料，预设了以下材料类型之一。

材料类型

材料模型

列表中提供以下材料模型选择：

选择材料模型

信息

当分析基本设置中启用了分析附加组件非线性材料行为（需要许可）时，还有更多材料模型可用。它们在第 Nichtlineares Materialverhalten 章节中有描述。

各向同性 | 线性弹性

材料的线性弹性刚度特性与方向无关。其描述如下：

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

以下条件适用：

E > 0
G > 0
-1 < ν ≤ 0.5（对于面和体积体；对于杆件向上无限制）

对于面的柔度矩阵（刚度矩阵的倒数）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 | 线性弹性 (面)

此材料模型可以定义在x和y两个面方向上不同的刚度特性。因此，例如可以模拟玻璃纤维增强塑料、肋板天花板或有应力方向的加强板的特性。面轴x和y在面内垂直。

要定义x和y方向不同的材料特性，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(面)”注册表中，您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，需要满足以下条件：

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

正交各向异性 | 线性弹性 (体积体)

在三维正交各向异性材料模型中，可以分别定义体积体所有方向的弹性刚度。要为每个方向定义不同的材料特性，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(体积体)”注册表中，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

输入计算得到的刚度矩阵元素在“正交各向异性 - 线性弹性(体积体) - 刚度矩阵”注册表中给出。

各向同性 | 木材 | 线性弹性 (杆件)

此材料模型适用于‘木材’类型的材料。可以用来模拟例如OSB板的属性，在杆件模型中捕捉到依赖于安装位置的不同刚度。可以通过“各向同性木材 | 线性弹性 (杆件)”注册表中的两个列表设置板的位置。

一种杆件用各向同性线弹性木结构参数

信息

“刚度修改”注册表管理该材料的部分安全系数，依照标准。在自定义材料中可以调整这一系数。

正交各向异性 | 木材 | 线性弹性 (面)

对于‘木材’类型的材料，此材料模型可以控制E模量的墙或板承载效应及剪模量G_xy的控制：例如，根据不同的安装位置，OSB板在模型中表现出方向相关的刚度。

在“正交各向异性木材 | 线性弹性(面)”注册表中可定义刚度参数。对于库中的木材材料，预设了标准值。要为每个方向定义不同的材料特性，请首先在"选项"部分激活“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”注册表的此部分中，给出了材料的主要特性。

“材料基本属性”部分

弹性模量

E模量表示法向应力与应变之间的关系。

剪切模量

剪切模量G，也称为切变模量，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，变形基于剪应力。

泊松比

泊松比ν用于计算侧向收缩。对于各向同性材料，泊松比通常在0.0到0.5之间。从0.5（例如橡胶）开始，应假定没有各向同性材料存在。

在各向同性材料中，E模量、G模量和泊松比之间的关系在方程式泊松比中描述。

信息

对于库中的材料，剪切模量G会自动根据E模量和泊松比确定。这样，各向同性材料的刚度矩阵是一致的。在某些情况下，确定的剪切模量值可能与欧标中的规定略有不同。

如果输入一个具有各向同性特性的自定义材料，RFEM将通过E模量和G模量值确定泊松比。根据需要，可以在“定义类型”列表中修改这一默认设置。

定义类型

E \| G \| (ν)	泊松比由E模量和G模量确定
E \| (G) \| ν	剪切模量由E模量和泊松比决定
E \| G \| ν	E模量、G模量和泊松比相互独立

比重 / 密度

比重γ表示每单位体积材料的重量。该值特别对荷载情况“自重”重要：模型的自动自重是由比重和所用杆件的截面面积或面与体积体估算的。

密度ρ表示每单位体积材料的质量。该值用于动态分析。

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（材料在加热时伸长，在冷却时收缩）。

热膨胀系数对于荷载类型“温度”和“温度变化”是相关的。

提示

在注册表材料特征或通过按钮可以检查其他特征。

选项

在“基础”注册表中，本部分的复选框可用于影响材料特性。激活一个选项后，新的注册表将被补充。

“选项”部分

自定义材料

对于库中的材料，材料特性是固定预设的。所以无法直接更改输入字段。要调整材料的属性，激活“自定义材料”复选框。这将使“基础”注册表中的基本材料特性的输入字段可用。同样，您也可以在“材料属性”注册表中更改特定设计特性（见图材料特性调整）。在“刚度修改”注册表中可以通过一个因子调整全局E模量和G模量（见图材料刚度调整）。

信息

在段自定义材料库中描述了如何保存自定义材料并在跨项目中使用。