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2023-09-28

材料非线性

如果在模型的基本数据中激活了“#非线性材料行为

信息

各个积分方法的理论解释可在[多层面](https://www.dlubal.com/en/downloads-and-information/documents/online-manuals/rfem-6-multilayer-surface-laminate-clt/003939)在线手册中找到。

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各向同性 | 塑性(杆件)

在“材料模型”下拉列表中选择“**各向同性 | 塑性(杆件)**”条目时,用于输入非线性材料参数的选项卡将被激活。

在此选项卡中,您可以定义应力-应变图。提供以下选项:

  • 基本
  • 双线性
  • 应力-应变图

如果选择“**基本**”,RFEM会使用双线性材料模型。弹性模量E和屈服强度fy采用来自材料数据库的值。出于数值原因,曲线的分支并非完全水平,而是有一个很小的斜率Ep

如果您想更改屈服强度和弹性模量的值,请在“主要”选项卡中激活“用户自定义材料”复选框。

对于“**双线性**”定义,您还可以输入Ep的值。

应力和应变之间更复杂的关系可以通过“应力-应变图”来定义。选择此选项时,会显示“应力-应变图”选项卡。

在每个表格行中为应力-应变关系定义一个点。您可以在图表下方的“图表结束”列表中选择曲线在最后一个定义点之后如何延续:

“破坏”表示最后一个定义点之后的应力跳回零。“屈服”表示应变增加时应力保持不变。“连续”表示曲线以最后一段的斜率继续。

信息

在此材料模型中,应力-应变图指的是纵向应力σx。该材料模型无法考虑拉伸和压缩时不同的屈服强度。

各向同性 | 塑性(面/实体)

在“材料模型”下拉列表中选择“**各向同性 | 塑性(面/实体)**”条目时,用于输入非线性材料参数的选项卡将被激活。

首先,选择“应力破坏假设”。可选择以下假设:

  • 冯·米塞斯(von Mises屈服准则)
  • 特雷斯卡(Tresca屈服准则)
  • 德鲁克-普拉格
  • 莫尔-库仑

选择“冯·米塞斯”时,应力-应变图中使用以下应力:

面:

实体:

根据“特雷斯卡”假设,使用以下应力:

面:

实体:

根据“德鲁克-普拉格”假设,面和实体使用以下应力:

根据“莫尔-库仑”假设,面和实体使用以下应力:

各向同性 | 非线性弹性(杆件)

其功能与各向同性塑性(杆件)材料模型基本一致。区别在于卸载后不会残留塑性应变。

各向同性 | 非线性弹性(面/实体)

其功能与各向同性塑性(面/实体)材料模型基本一致。区别在于卸载后不会残留塑性应变。

各向同性 | 损伤(面/实体)

与其他材料模型相比,此材料模型的应力-应变图不是关于原点反对称的。因此,例如,可以用此材料模型来显示钢纤维混凝土的行为。有关钢纤维混凝土建模的详细信息,请参阅[确定钢纤维混凝土材料属性](https://www.dlubal.com/en/support-and-learning/support/knowledge-base/001601)的技术文章。

在此材料模型中,各向同性刚度会通过一个标量损伤参数来折减。该损伤参数由图中定义的应力曲线确定。这不考虑主应力的方向;相反,损伤发生在等效应变的方向,这也涵盖了垂直于平面的第三个方向。应力张量的拉伸和压缩区域是分开处理的。每种情况都适用不同的损伤参数。

“参考单元尺寸”控制裂缝区域的应变如何根据单元长度进行缩放。默认值为零时,不执行缩放。因此,可以真实地模拟钢纤维混凝土的材料行为。

有关“各向同性损伤”材料模型理论背景的更多信息,请参阅描述[非线性材料模型损伤](https://www.dlubal.com/en/support-and-learning/support/knowledge-base/001461)的技术文章。

正交各向异性 | 塑性(面/实体)

根据“**Tsai-Wu准则**”的材料模型将塑性与正交各向异性属性统一起来。这使得可以对具有各向异性特性的材料(例如纤维增强塑料或木材)进行特殊建模。

如果材料发生塑性化,应力将保持不变。重新分布是根据各个方向上可用的刚度进行的。

弹性区域对应于正交各向异性材料模型。以下根据Tsai-Wu准则的屈服条件适用于塑性区域:

面 (2D):

实体 (3D):

所有强度必须定义为正值。

您可以将应力准则视为六维应力空间中的一个椭圆表面。如果三个应力分量中的一个作为常数值施加,则该表面可以投影到三维应力空间上。

如果根据Tsai-Wu方程(平面应力条件)得出的fy(σ)值小于1,则应力处于弹性区域。一旦fy(σ) = 1,就达到了塑性区域。不允许大于1的值。模型行为是理想塑性的,这意味着没有强化。

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