Najczęściej stosowanymi diagramami materiałowymi w modelowaniu metodą elementów skończonych stali konstrukcyjnej są: model idealnie plastyczny lub sprężysty z umocnieniem oraz diagram prawdziwego naprężenia-odkształcenia. Diagram prawdziwego naprężenia-odkształcenia wyznaczany jest na podstawie właściwości materiałowych stali miękkiej w temperaturze otoczenia, uzyskanych w próbach rozciągania. Prawdziwe naprężenie i odkształcenie można wyznaczyć w następujący sposób:
\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]
\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]
gdzie σtrue jest prawdziwym naprężeniem, εtrue prawdziwym odkształceniem, σ naprężeniem inżynierskim, a ε odkształceniem inżynierskim.
Blachy w IDEA StatiCa Connection są modelowane z materiałem sprężysto-plastycznym z nominalnym nachyleniem plateau plastycznego zgodnie z EN1993-1-5, pkt C.6, (2), tan-1 (E/1000). Zachowanie materiału opiera się na kryterium plastyczności von Misesa. Przyjmuje się, że materiał zachowuje się sprężyście do osiągnięcia obliczeniowej granicy plastyczności, fyd.
Kryterium stanu granicznego nośności dla obszarów niepodatnych na wyboczenie jest osiągnięcie granicznej wartości głównego odkształcenia membranowego. Zalecana wartość wynosi 5 % (np. EN1993-1-5, Zał. C, pkt C.8, Uwaga 1).
Diagramy materiałowe stali w modelach numerycznych
Graniczna wartość odkształcenia plastycznego jest często przedmiotem dyskusji. W rzeczywistości obciążenie graniczne wykazuje małą wrażliwość na graniczną wartość odkształcenia plastycznego przy zastosowaniu modelu idealnie plastycznego. Zostało to zilustrowane na poniższym przykładzie węzła belka-słup. Belka o przekroju otwartym IPE 180 jest połączona ze słupem o przekroju otwartym HEB 300 i obciążona momentem gnącym. Wpływ granicznej wartości odkształcenia plastycznego na nośność belki przedstawiono na poniższym rysunku. Graniczne odkształcenie plastyczne zmienia się od 2 % do 8 %, natomiast zmiana nośności na moment jest mniejsza niż 4 %.
Przykład prognozowania stanu granicznego nośności węzła belka-słup
Wpływ granicznej wartości odkształcenia plastycznego na nośność na moment