I diagrammi di materiale più comuni utilizzati nella modellazione agli elementi finiti dell'acciaio strutturale sono il modello idealmente plastico o elastico con incrudimento e il diagramma tensione-deformazione reale. Il diagramma tensione-deformazione reale è calcolato dalle proprietà del materiale degli acciai dolci a temperatura ambiente ottenute nelle prove di trazione. La tensione e la deformazione reali possono essere ottenute come segue:
\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]
\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]
dove σtrue è la tensione reale, εtrue la deformazione reale, σ la tensione nominale e ε la deformazione nominale.
Le piastre in IDEA StatiCa Connection sono modellate con materiale elastico-plastico con una pendenza nominale del plateau di snervamento secondo EN1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1 (E/1000). Il comportamento del materiale è basato sul criterio di snervamento di von Mises. Si assume che il materiale sia elastico fino al raggiungimento della resistenza di progetto allo snervamento, fyd.
Il criterio allo stato limite ultimo per le regioni non soggette a instabilità è il raggiungimento del valore limite della deformazione principale di membrana. Si raccomanda il valore del 5 % (ad es. EN1993-1-5, App. C, Par. C.8, Nota 1).
Diagrammi di materiale dell'acciaio nei modelli numerici
Il valore limite della deformazione plastica è spesso oggetto di discussione. In realtà, il carico ultimo ha una bassa sensibilità al valore limite della deformazione plastica quando si utilizza il modello idealmente plastico. Ciò è dimostrato nel seguente esempio di un giunto trave-colonna. Una trave a sezione aperta IPE 180 è collegata a una colonna a sezione aperta HEB 300 e caricata da un momento flettente. L'influenza del valore limite della deformazione plastica sulla resistenza della trave è mostrata nella figura seguente. La deformazione plastica limite varia dal 2 % all'8 %, ma la variazione della resistenza a momento è inferiore al 4 %.
Un esempio di previsione dello stato limite ultimo di un giunto trave-colonna
L'influenza del valore limite della deformazione plastica sulla resistenza a momento