A.2.1: 材料的基本性能

材料刚度

刚度，即材料抗变形的能力，以其杨氏模量或弹性模量“E”为特征。其值越高，材料越硬。

表A.2.1.1列出了一些常用建筑材料的E值。

材料类型	$E [kN/cm^2]$
钢材	21000
铝材	7000
钢筋混凝土	3000
玻璃纤维	7000
木材（云杉）	1000

对于复合材料（例如：由玻璃纤维和环氧树脂制成的杆件），有必要使用材料测试来延迟执行E的平均值。Karamba3D 所需要的E值输入以（$kN/cm^2$千牛顿/平方厘米）为单位。

如果拉伸一块材料，它不仅会变长而且会变薄：它会横向收缩。以钢材为例，其横向应变等于纵向应变的30％。如果梁的横截面高度与跨度的比例较大，则会影响位移响应。

然而，在普通的梁结构中，这种影响并不是非常重要。剪切模量“G”描述了这方面的材料性能。

特定的重量

“gamma（伽马）”值单位预计为（$kN/cm^3$千牛顿每立方米）。这是每单位体积所受的力。由于地球重力加速度（$a=g=9.81 kg m/s^2$），根据牛顿定律（$f=m \cdot a$），质量为1千克的m其向下作用力为$f=9.81N$。为计算结构的挠度，假定$f=10N$的值足够精确。如需获得更为精确的值，请更改“karamba.ini”文件中的“gravity（重力）”条目。如使用英制单位，程序会自动设置“重力（gravity）”的精确值，否则，从lbm到lbf的转换将无法正常进行。

表格A.2.1.1给出了许多典型建筑材料的比重。只有当在荷载上施加重力时，材料的重量才会生效（请参阅第3.2.1节）。

刚度、应力和应变的理论背景

应变是材料加载时长度的增加与其初始长度之间的商。通常用希腊字母$ε$表示应变。应力是单位面积上力的集度。根据梁截面的应力，可以通过将截面上每个点的面积与应力的乘积相加（积分）来计算梁承受的法向力。压力通常用希腊字母$σ$表示。线性弹性材料在应力和应变之间显示出线性关系。该关系被称为胡克定律，其表达式如下：

$σ = E \cdot ε$

“E”代表杨氏模量，它取决于材料并描述其刚度。胡克定律表明，变形越多，施加的作用力就越大。