Comportamento non-lineare del materiale per RFEM 6

Lo sapevi che... ? Quando si scarica il componente strutturale con un modello in materiale plastico, a differenza di quello isotropo | Modello di materiale elastico non lineare, la deformazione rimane dopo che è stata completamente scaricata.

È possibile selezionare tre diversi tipi di definizione:

• Standard (definizione della tensione equivalente sotto la quale il materiale si plasticizza)
• Bilineare (definizione del modulo equivalente di incrudimento di tensione e deformazione)
• Diagramma tensioni-deformazioni: definizione del diagramma tensioni-deformazioni poligonali
• Possibilità di salvataggio / importazione del diagramma
• Interfaccia con MS Excel

Conosce il modello di materiale Tsai-Wu? Combina proprietà plastiche e ortotrope, il che consente una modellazione speciale di materiali con caratteristiche anisotrope, come la plastica fibrorinforzata o il legno.

Se il materiale è plastificato, le tensioni rimangono costanti. La ridistribuzione viene eseguita in base alle rigidezze disponibili nelle singole direzioni. L'area elastica corrisponde all'ortotropo | Modello di materiale elastico lineare (solidi). Per l'area plastica, si applica lo snervamento secondo Tsai-Wu:

Tutte le resistenze sono definite positivamente. Puoi immaginare il criterio di tensione come una superficie ellittica all'interno di uno spazio di tensioni a sei dimensioni. Se una delle tre componenti di tensione viene applicata come un valore costante, la superficie può essere proiettata su uno spazio di tensione tridimensionale.

Se il valore per f_y(σ), secondo l'equazione di Tsai-Wu, condizione di tensione piana, è inferiore a 1, le tensioni sono nella zona elastica. L'area plastica è raggiunta non appena fy (σ) = 1; valori maggiori di 1 non sono ammessi. Il comportamento del modello è ideal-plastico, il che significa che non c'è irrigidimento.

Lo sapevate? A differenza di altri modelli di materiale, il diagramma tensione-deformazione per questo modello di materiale non è antimetrico rispetto all'origine. Con questo modello di materiale è possibile riprodurre, ad esempio, il comportamento del calcestruzzo fibrorinforzato. Indicazioni dettagliate sulla modellazione del calcestruzzo fibrorinforzato sono disponibili nell'articolo tecnico: Kb | Determinazione delle proprietà del materiale del calcestruzzo fibrorinforzato in acciaio e loro applicazione in RFEM

In questo modello di materiale la rigidezza isotropa viene ridotta tramite un parametro di danno scalare. Tale parametro di danno si determina dall'andamento della tensione definita nel diagramma. In questo caso non viene considerata la direzione delle tensioni principali; piuttosto, il danno avviene nella direzione della deformazione equivalente, che considera anche la terza direzione perpendicolare al piano. La zona di trazione e l'area di pressione del tensore delle tensioni vengono trattate separatamente, ciascuna con parametri di danno differenti.

La "dimensione dell'elemento di riferimento" controlla come la deformazione nella zona delle fessure viene scalata in funzione della lunghezza dell'elemento. Con il valore predefinito zero non viene effettuata alcuna scalatura. In questo modo il comportamento del materiale del calcestruzzo fibrorinforzato viene riprodotto in modo realistico.

I fondamenti teorici del modello di materiale "Danno isotropo" sono descritti nell'articolo tecnico: KB 001461 │ Modello di materiale non lineare danneggiato .

Il modello di materiale 'Ortotropo | Danno anisotropo' unisce approcci plastici e meccanici della rottura, consentendo così modellazioni speciali di materiali fragili con caratteristiche anisotrope, come il legno o il calcestruzzo tessile.

Quando il materiale plastifica, le tensioni rimangono costanti. Avviene una ridistribuzione in funzione delle rigidezze presenti nelle singole direzioni. La zona elastica corrisponde al modello di materiale 'Ortotropo | Lineare elastico (volumo)'. Una volta raggiunti i valori caratteristici della meccanica della rottura, viene effettuata una previsione sulle fessure che si formano.

L'analisi delle fessure avviene mediante una fessura distribuita (smeared crack) sugli elementi finiti. Quando viene raggiunta una componente di rottura, la rigidezza corrispondente viene progressivamente ridotta, fino a valori prossimi a zero.

In questo modo è possibile riconoscere con precisione se si forma una fessura e come questa si propaga.