I diagrammi dei materiali più comuni che vengono utilizzati nella modellazione ad elementi finiti dell'acciaio strutturale sono il modello plastico o elastico ideale con incrudimento e il vero diagramma sforzo-deformazione. Il vero diagramma sforzo-deformazione è calcolato dalle proprietà dei materiali 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 ingegneristica, e ε la deformazione ingegneristica.
Le piastre in IDEA StatiCa Connection sono modellate con materiale elastico perfettamente plastico con incrudimento lineare indicato nell’EN 1993-1-5, app. C, par. C6, (2) modello b). Il comportamento del materiale si basa sul criterio di snervamento di von Mises. Si presume che sia elastico prima di raggiungere il carico di snervamento di progetto, fyd.
Il criterio dello stato limite ultimo per le regioni non suscettibili a buckling è il raggiungimento del valore limite della deformazione della membrana principale. Si consiglia il valore del 5% (ad esempio EN1993-1-5, App. C, Par. C.8, Nota 1).
Diagrammi dei materiali dell'acciaio nei modelli numerici
Il valore limite della deformazione plastica viene spesso discusso. Infatti, il carico ultimo ha una bassa sensibilità al valore limite della deformazione plastica quando viene utilizzato il modello plastico ideale. Ciò è dimostrato nel seguente esempio di un giunto trave-colonna. Una trave a sezione aperta IPE 180 è collegata ad una colonna a sezione aperta HEB 300 e caricata dal 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 del momento resistente è inferiore al 4 %.
Un esempio di previsione dello stato limite ultimo di un giunto trave-pilastro
L'influenza del valore limite della deformazione plastica sul momento resistente