根据材料标准 EN 10025-2,在表 7 中规定了不同钢种根据制品厚度的屈服强度 fy。同样地,在 DIN EN 1993-1 表 3.1 中也规定了厚度相关的屈服强度。
在 RFEM 6 中,不同的屈服强度 fy 在不同位置被考虑。首先在静态分析中,考虑所设定的材料模型,其次在应力证明中(例如,使用附加模块应力-应变分析),根据设定的材料标准,将给定的屈服强度 fy 值与所出现的应力值进行对比。
为说明下述三种情况,提供了一个 RFEM 6 模型。对于每种情况,设计了一个悬臂梁,由不同板厚的表面组成,并在自由端施加单个载荷。
情况 1:线性弹性材料模型
此材料假定应力随变形线性(成比例)增加。因此,材料中应力值可能远高于屈服强度。
在 RFEM 模型中,此情况由表面 1 至 5 的悬臂梁表示。
情况 2:非线性弹性材料模型,假定统一屈服强度
此材料假定应力线性(成比例)增加,直至达到屈服强度 fy。超过此值后,设置一个较小的模量,例如 2.1 N/mm2。材料可以在超过屈服强度后承受应力,但这与大幅度的应变增加相关。单个有限元元素可以通过转移应力到邻近元素来避免应力增加。
在 RFEM 模型中,此情况由表面 11 至 15 的悬臂梁表示。
情况 3:非线性弹性材料模型,设定厚度相关的屈服强度
材料行为与情况 2 相同,但此处手动设置屈服强度 fy,按照上述材料标准在材料模型定义中进行。这导致有限元元素中的转移现在由板厚控制。由于降低的屈服强度 fy,在较厚的板材中,转移在较小的应力下开始。
在 RFEM 模型中,此情况由表面 21 至 25 的悬臂梁表示。
注意:
如果在使用材料模型‘非线性弹性’时出现超过屈服强度 fy 的应力,可能会导致不稳定性。为查明这种不稳定性的原因,可以切换到线性弹性材料模型,然后寻找应力尖峰。更多关于不稳定性的信息可以在以下常见问题中找到:
总结:
无论是否定义厚度相关的屈服强度,非线性弹性材料模型都适用于定义材料行为以进行应力确定。但是,材料模型中的屈服强度定义与附加模块应力-应变分析中的厚度相关应力证明之间没有联系,因为后者的厚度相关屈服强度来自所选的材料标准。
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