Nelineární chování materiálu pro RFEM 6

Věděli jste, že...? Při odlehčování konstrukčního prvku s plastickým materiálovým modelem zůstává, na rozdíl od materiálového modelu izotropní | Nelineárně elastický, po úplném odlehčení zbytkové přetvoření.

Vybrat lze jeden ze tří různých typů zadání:

• Standardní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
• Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
• Pracovní diagram: zadání polygonálního pracovního diagramu
• Možnost uložit nebo načíst diagram
• Rozhraní na MS Excel

Znáte již materiálový model Tsai-Wu? Kombinuje plastické a ortotropní vlastnosti, což umožňuje modelování speciálních materiálů s anizotropními charakteristikami, jako jsou plasty vyztužené vlákny nebo dřevo.

Při plastizaci materiálu zůstávají napětí konstantní. Dochází k jejich redistribuci v závislosti na tuhosti v jednotlivých směrech. Elastická oblast odpovídá materiálovému modelu Ortotropní | lineárně elastický (tělesa). Pro plastickou oblast platí následující podmínka plasticity podle Tsai-Wu:

Veškeré pevnosti jsou zadány jako kladné hodnoty. Podmínku plasticity si můžete představit jako plochu ve tvaru elipsy v šestirozměrném prostoru napjatosti. Pokud se jedna z daných tří složek napětí uvažuje jako konstantní hodnota, lze plochu promítnout do trojrozměrného prostoru napjatosti.

Pokud je hodnota f_y(σ) podle rovnice Tsai-Wu pro rovinnou napjatost menší než 1, jsou působící napětí v pružné oblasti. Plastické oblasti je dosaženo, jakmile f_y(σ) = 1. Hodnoty větší než 1 jsou nepřípustné. Chování modelu je ideálně plastické, tzn. nedochází k žádnému zpevnění.

Věděli jste? Na rozdíl od jiných materiálových modelů není diagram napětí-přetvoření pro tento materiálový model antimetrický k počátku. S tímto materiálovým modelem můžete například zobrazit chování ocelovláknobetonu. Podrobné pokyny k modelování ocelovláknobetonu naleznete v odborném příspěvku: KB | Stanovení materiálových vlastností drátkobetonu a jeho použití v programu RFEM

U tohoto materiálového modelu je isotropní tuhost snížena skalárním parametrem poškození. Tento parametr poškození se určuje z průběhu napětí, které je definováno v diagramu. Nezohledňuje se přitom směr hlavních napětí, ale poškození probíhá spíše ve směru srovnávacího poměrného přetvoření, které zahrnuje i třetí směr kolmý k rovině. Tahová oblast a tlaková plocha tenzoru napětí jsou zpracovávány odděleně. Přitom platí vždy odlišné parametry poškození.

'Velikost referenčního prvku' řídí, jak se přetvoření v oblasti trhliny škáluje na délku prvku. Přednastavenou hodnotou nula se neprovádí žádné škálování. Tím se chování materiálu ocelovláknobetonu zobrazuje realisticky.

Teoretická pozadí materiálového modelu 'Izotropní poškození' si můžete přečíst v odborném příspěvku: KB 001461 │ Nelineární materiálový model Poškození .

Materiálový model 'Ortotropní | Anizotropní poškození' kombinuje plastické a lomově mechanické přístupy, což umožňuje speciální modelování křehkých materiálů s anizotropní charakteristikou, jako je dřevo nebo textilní beton.

Při plastifikaci materiálu zůstávají napětí konstantní. Doch k redistribuci v závislosti na tuhostech, které v jednotlivých směrech existují. Elastická oblast odpovídá materiálovému modelu 'Ortotropní | Lineárně elastický (objemové těleso)'. Jakmile jsou dosaženy lomově mechanické charakteristické hodnoty, provádí se predikce vznikajících trhlin.

Posouzení trhlin probíhá pomocí rozmazané trhliny přes konečné prvky. Je-li dosažena složka selhání, odpovídající tuhost je postupně snižována, dokud se blíží nule.

Tímto způsobem lze přesně rozpoznat, zda vzniká trhlina a jak se šíří.