Comportement non linéaire de matériau pour RFEM 6

Le saviez-vous ? Lors du déchargement d'un composant avec un modèle de matériau plastique, contrairement au modèle de matériau Isotrope | Élastique non linéaire, une déformation persiste même après déchargement total.

Vous pouvez sélectionner trois types de définition différents :

• Basique (définition d'une contrainte équivalente à laquelle le matériau plastifie)
• Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
• Diagramme contrainte-déformation : Définition des diagrammes contrainte-déformation polygonaux
• Possibilité d'enregistrer/d'importer le diagramme
• Interface avec MS Excel

Connaissez-vous déjà le modèle de matériau de Tsai-Wu ? Il combine des propriétés plastiques et orthotropes, ce qui permet la modélisation spéciale de matériaux présentant des caractéristiques anisotropes, tels que le plastique renforcé de fibres ou le bois.

Lorsque le matériau devient plastique, les contraintes restent constantes. Une redistribution est réalisée selon les rigidités disponibles dans les directions individuelles. La zone élastique correspond au modèle Orthotrope | Modèle de matériau Linéaire élastique (solides). Pour la zone plastique, le fluage selon Tsai-Wu est appliqué :

Toutes les forces sont définies positivement. Vous pouvez imaginer le critère de contrainte sous la forme d'une surface elliptique dans la zone de contraintes à six dimensions. Si l'une des trois composantes de contrainte est appliquée comme une valeur constante, la surface peut être projetée sur un espace de contraintes tridimensionnel.

Si la valeur de f_y(σ), selon l'équation de Tsai-Wu, condition de contrainte plane, est inférieure à 1, les contraintes se trouvent dans la zone élastique. Le domaine plastique est atteint dès que fy (σ) = 1. Les valeurs supérieures à 1 ne sont pas admises. Le modèle est idéal plastique, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de raidissement.

Le saviez-vous ? Contrairement à d'autres modèles de matériau, le diagramme contrainte-déformation de ce modèle de matériau n'est pas antimétrique par rapport à l'origine. Ce modèle de matériau permet par exemple de reproduire le comportement du béton de fibres d'acier. Vous trouverez des informations détaillées sur la modélisation du béton de fibres d'acier dans l'article technique : ko | Détermination des propriétés de matériau du béton fibré et son utilisation dans RFEM

Dans ce modèle de matériau, la rigidité isotrope est réduite au moyen d'un paramètre d'endommagement scalaire. Ce paramètre d'endommagement est déterminé à partir de l'évolution de la contrainte définie dans le diagramme. La direction des contraintes principales n'est pas prise en compte ; l'endommagement se produit plutôt dans la direction de la déformation équivalente, qui englobe également la troisième direction perpendiculaire au plan. La zone en traction et la zone de compression du tenseur des contraintes sont traitées séparément, avec des paramètres d'endommagement différents dans chaque cas.

La « Taille de référence de l'élément » contrôle la manière dont la déformation dans la zone de fissuration est redimensionnée en fonction de la longueur de l'élément. Avec la valeur par défaut zéro, aucun redimensionnement n'est effectué. Le comportement des matériaux du béton de fibres d'acier est ainsi reproduit de manière réaliste.

Vous trouverez les fondements théoriques du modèle de matériau « Isotrope Endommagement » dans l'article technique : KB 001461 │ Modèle de matériau non linéaire - Endommagement .

Le modèle de matériau « Orthotrope | Endommagement anisotrope » combine des approches plastiques et de mécanique de la rupture, ce qui permet des modélisations spécifiques de matériaux fragiles à caractéristique anisotrope, tels que le bois ou le béton textile.

Lors de la plastification du matériau, les contraintes restent constantes. Une redistribution s’effectue en fonction des rigidités présentes dans les différentes directions. La zone élastique correspond au modèle de matériau « Orthotrope | Élastique linéaire (solide) ». Dès que les caractéristiques de mécanique de rupture sont atteintes, une prévision des fissures qui se forment est effectuée.

L’analyse de fissuration s’effectue ici par une fissure répartie sur les éléments finis. Lorsqu’une composante de défaillance est atteinte, la rigidité correspondante est réduite progressivement jusqu’à une valeur proche de zéro.

Il est ainsi possible de déterminer exactement si une fissure se forme et se propage.