材料模型
如果在模型基本数据中激活了分析模块非线性材料行为（需要许可证），则除了材料模型列表中的“各向同性 | 线弹性”和“正交各向异性 | 线弹性”材料模型外，还有其他选项可供选择。
计算方法
如果使用非线性材料模型，则始终进行迭代计算。根据材料模型的不同，定义不同的应力和应变关系。
在迭代过程中，有限元的刚度会不断调整，直到满足应力-应变关系。调整始终针对整个面单元或实体单元进行。因此，在评估应力时，应始终使用平滑类型在网格单元中为常数。
RFEM 中有些材料模型被称为“塑性”，有些则被称为“非线性弹性”。如果一个由非线性弹性材料制成的构件被卸载，应变会沿相同路径返回。完全卸载后没有残余应变。
在对具有塑性材料模型的构件进行卸载时，完全卸载后会保留一部分应变。
加载和卸载过程可以使用附加模块施工阶段分析进行模拟。
有关非线性材料模型的背景信息，请参阅技术文章各向同性非线性弹性材料模型中的屈服准则。
非线性材料板中的内力通过板厚度上应力的数值积分得出。要指定厚度方向的积分方法，请在“编辑厚度”对话框中勾选指定积分方法选项。由此，提供了以下积分方法：
- 高斯-洛巴托积分法
- 辛普森法则
- 梯形法则
此外，您可以指定板厚度方向的“积分点数量”，范围从 3 到 99。
各向同性塑性（杆件）
如果您在下拉列表“材料模型”中选择条目 各向同性 | 塑性（杆件），那么用于输入非线性材料参数的选项卡将被激活。
在该选项卡中定义应力-应变图。提供以下选项：
- 规范
- 双线性
- 图表
如果选择了规范，则 RFEM 使用双线性材料模型。弹性模量 E 和屈服强度 fy 的值从材料库中获取。出于数值计算的原因，该分支并非完全水平，而是有一个小的斜率 Ep。
如果您要修改屈服强度和弹性模量的值，请在“基本”选项卡中激活复选框用户自定义材料。
在双线性定义中，您也可以输入 Ep 的值。
应力和应变之间更复杂的关系通过应力-应变图来定义。如果您选择此选项，则会显示“应力-应变图”选项卡。
在每一行中定义应力-应变关系的一个点。图表在最后一个定义点之后如何继续，您可以在图表下方的“图表结束”列表中选择：
“失效”时，应力在最后一个定义点后跳回零（例如材料撕裂时）。“屈服”表示应力随着应变增加保持恒定。“连续”表示曲线继续以最后一段的斜率延伸。
各向同性塑性（面/实体）
如果您在下拉列表“材料模型”中选择条目 各向同性 | 塑性（面/实体），那么用于输入非线性材料参数的选项卡将被激活。
首先选择“应力失效准则”。以下准则可供选择：
- von Mises（形状改变比能准则）
- Tresca（最大剪应力准则）
- Drucker-Prager
- Mohr-Coulomb
如果选择 von Mises，则在应力-应变图中使用以下应力：
- 面
- 实体
按照 Tresca 准则，使用以下应力：
- 面
- 实体
按照 Drucker-Prager 准则，以下应力用于面和实体：
按照 Mohr-Coulomb 准则，以下应力用于面和实体：
各向同性非线性弹性（杆件）
其功能在很大程度上与各向同性塑性（杆件）材料模型相同。但与之不同的是，卸载后没有塑性应变残留。
各向同性非线性弹性（面/实体）
其功能在很大程度上与各向同性塑性（面/实体）材料模型相同。但与之不同的是，卸载后没有塑性应变残留。
各向同性损伤（面/实体）
与其他材料模型不同，该材料模型的应力-应变图关于原点不是反对称的。因此，可以使用该材料模型来模拟例如钢纤维混凝土的行为。有关钢纤维混凝土建模的详细说明，请参阅技术文章钢纤维混凝土的材料属性。
各向同性刚度通过一个标量损伤参数进行折减。该损伤参数由图中定义的应力过程确定。这里不考虑主应力的方向，而是损伤在等效应变的方向上进行，该方向也包括垂直于平面的第三方向。应力张量的拉伸和压缩区域分开处理。各自适用不同的损伤参数。
“参考单元尺寸”控制裂纹区域的应变如何缩放到单元长度上。默认值零表示不进行缩放。这样可以真实地模拟钢纤维混凝土的材料行为。
关于材料模型“各向同性损伤”的理论背景，请参阅技术文章非线性材料模型损伤。
正交各向异性塑性（面）/ 正交各向异性塑性（实体）
基于 Tsai-Wu 准则 的材料模型结合了塑性和正交各向异性属性。这使得可以对纤维增强塑料或木材等具有各向异性特性的材料进行特殊建模。
当材料发生塑性变形时，应力保持不变。根据各个方向上的存在的刚度进行应力重分布。
弹性范围对应于材料模型正交各向异性线弹性（实体）。对于塑性范围，适用以下基于 Tsai-Wu 准则 的屈服条件：
- 面
- 实体
所有强度值都需定义为正值。
屈服条件可以想象为六维应力空间中的一个椭圆体表面。如果三个应力分量之一设为常数值，则该表面可以投影到三维应力空间上。
如果根据公式Tsai-Wu 准则, 平面应力状态计算的 fy(σ) 值小于 1，则应力处于弹性范围内。一旦 fy(σ) = 1，就达到了塑性范围。大于 1 的值是不允许的。该模型表现为理想塑性，即不发生硬化。
正交各向异性塑性焊缝（面）
该材料模型用于使用附加模块钢节点进行分析，以按照规范模拟焊缝的行为。在等效面中只产生对应于焊缝应力分量 σ⊥、τ⊥ 和 τ|| 的应力。在其他应力方向上，等效面的刚度趋近于零。
在选项卡“正交各向异性 | 塑性 | 焊缝（面）”中，您可以设置用于考虑焊缝塑性材料硬化的参数，例如根据 EN 1993-1-8 [1] 针对焊缝按“方向性方法”进行应力验算所需的极限值 fekv 和 fx，并考虑了塑性分量（另见技术文章角焊缝验算）。
混凝土
对于材料类型“混凝土”，可用的非线性材料模型有“各向异性 | 损伤”和“各向同性 | 损伤（面/实体）”。
这些材料模型在混凝土手册的各向异性 | 损伤章节以及上文各向同性损伤部分中进行了描述。
砌体
如果在模型基本数据中激活了设计模块砌体设计（需要许可证），则对于材料类型“砌体”，可用的非线性材料模型有“各向同性 | 砌体 | 塑性（面）”和“正交各向异性 | 砌体 | 塑性（面）”。
这两种材料模型在砌体手册的材料章节中进行了描述。
