【正文】 以 l0／ d0=5為標(biāo)準(zhǔn)試件?？估瓘姸?fu是鋼材一項重要強度指標(biāo)，反映鋼材受拉時能承受的極限應(yīng)力伸長率 δ是衡量鋼材斷裂前所具有的塑性變形能力的指標(biāo)，其相應(yīng)伸長率分別用 δ5或 δ10表示屈服點 fy是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)力允許達到的最大限值167。23 鋼材的主要性能鋼材的主要性能鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計對塑性材料，同號應(yīng)力狀態(tài)易發(fā)生脆斷，鋼材在異號應(yīng)力狀態(tài)時容易發(fā)生塑性破壞。硅 元素 (Si)是一種較強的脫氧劑。硫與鐵化合成硫化鐵 (FeS)散布在純鐵體層間中，當(dāng)溫度在 800～ 1200℃ 時熔化而使鋼材出現(xiàn)熱裂紋，且易脆斷。 磷的存在可提高鋼材的強度和抗銹蝕性，但嚴(yán)重降低鋼材的塑性、冷彎性能、沖擊韌性和可焊性。24 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 鋼材的硬化有三種情況： 時效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時效硬化 在高溫時溶于鐵中的少量氮和碳，隨著時間的增長逐漸由固溶體中析出，生成氮化物和碳化物，散存在鐵素體晶粒的滑動界面上，對晶粒的塑性滑移起到遏制作用，從而使鋼材的強度提高，塑性和韌性下降。在缺陷或截面變化處附近，應(yīng)力線曲折、密集、出現(xiàn)高峰應(yīng)力的現(xiàn)象稱為 應(yīng)力集中 。167。 顯 然 鋼 材的 熱 加工 應(yīng) 避開 這 一溫度區(qū)段。防止脆性破壞的 發(fā) 生：(1) 合理 設(shè)計 。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1) 低周疲勞 高周疲勞2) 特征 a 突然性 b 疲 勞 破壞的斷口與一般脆性斷口不同，三個區(qū)域：裂 紋 源、裂 紋擴 展區(qū)和斷裂區(qū)。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 常幅疲勞常幅疲勞一 . 非 焊 接 結(jié) 構(gòu)的疲 勞疲 勞 強 度 與主體金屬 連 接 類 型有關(guān) 與循 環(huán)應(yīng) 力的 應(yīng) 力比 ρ 循 環(huán) 次數(shù) n有關(guān)。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計Δσnn1Δσ1lgΔσlgnlgnLg[Δσ]lgCβ1(a) (b)2s應(yīng)力幅與循環(huán)壽命的關(guān)系167。167。含碳量均不大于 ％，合金元素的 總 量低于 5％，故稱 為低合金高 強 度 鋼 。 花 紋鋼 板167。HW4004001321寬 翼 緣 和中翼 緣 H型 鋼 可用于 鋼 柱等受 壓 構(gòu)件窄翼 緣 H型 鋼則 適用于 鋼 梁等受彎構(gòu)件槽 鋼 有普通槽 鋼 和 輕 型槽 鋼 二種。167。167。普通工字 鋼 的型號I20a表示高度 為 200mm，腹板厚度 為 a類 的工字 鋼 。 四四 . 其他其他 鋼鋼 防止 鋼 材的 層 狀撕裂而采用 Z向 鋼 ， 處 于外露 環(huán) 境 對耐腐 蝕 有特殊要求或在腐 蝕 性作用下的 結(jié) 構(gòu)采用 耐候 鋼167。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計167。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計一一 . 變幅疲勞的一般計算方法變幅疲勞的一般計算方法 根據(jù) 線 性累 積損傷 準(zhǔn) 則 等效 應(yīng) 力幅 Δσe， 計 算公式 為 ： 各 應(yīng) 力幅 Δσi對應(yīng) 循 環(huán) 次數(shù) 為 ni，相 對 的疲 勞 壽命 為 Ni， 線 性累 積損傷 準(zhǔn) 則為 ： 應(yīng) 力幅 Δσi循 環(huán) 一次 時 ，將引起 1/Ni的 損傷 ， ni次循 環(huán) 的損傷為 ni/Ni；其它 應(yīng) 力幅水平的常幅循 環(huán)應(yīng) 力也有各自的 損傷 狀況，當(dāng) 這 些 損傷 份 額 之和等于 1時 ，將 發(fā) 生疲 勞 破壞。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計二二 . 焊接結(jié)構(gòu)的疲勞焊接結(jié)構(gòu)的疲勞 焊 接 結(jié) 構(gòu)疲 勞 壽命主要的因素 構(gòu)件和 連 接的構(gòu)造 類 型和 應(yīng) 力幅，而與 應(yīng) 力比無關(guān) 焊接殘余應(yīng)力的影響σfyfyσmaxσminΔσ=σmaxσminfyΔσt+(a) (b) (c)焊縫附近的真是循環(huán)應(yīng)力167。25 鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計tt平均應(yīng)力：應(yīng)力比：應(yīng)力輻：循環(huán)應(yīng)力和變幅應(yīng)力167。24 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計167。24 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 當(dāng)溫度低于常溫 時 ，隨著溫度的降低， 鋼 材的 強 度提高，而塑性和 韌 性降低，逐 漸變 脆，稱 為鋼 材的 低溫冷脆 。這種經(jīng)預(yù)拉后抗拉強度提高，抗壓強度降低的現(xiàn)象 稱為包辛格效應(yīng) 焊接殘余應(yīng)力： 在焊縫附近殘余拉應(yīng)力常達到屈服點，在焊縫交叉處經(jīng)常出現(xiàn)雙向、甚至三向殘余拉應(yīng)力場，使鋼材局部變脆。167。24 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 其中 C、 Mn、 Cr、 Mo、 V、 Ni、 Cu分別為分別為碳、錳、鉻、鉬、釩、鎳和銅的百分含量。24 各種因素對鋼材性能的影響各種因素對鋼材性能的影響鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 氧 、 氮 是有害元素，容易從鐵液中逸出，故含量甚少。167。23 鋼材的主要性能鋼材的主要性能鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 碳 含碳量低，鋼的強度不高．但塑性大．伸長率和沖擊韌性高，鋼質(zhì)柔軟，易于冷加工、切削和焊接含碳量較高，鋼的強度高，但塑性小，硬度大，性脆，不易加工 化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響167。23 鋼材的主要性能鋼材的主要性能鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計二二 . 沖擊韌性沖擊韌性 單調(diào)拉伸試驗比較不同鋼材在正常情況下韌性好壞 沖擊韌性是評定帶有缺口鋼材沖擊荷載作用下 抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)， 通常用帶有夏比 V型缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件 沖擊韌性值隨溫度的降低而降低 相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)： 在寒冷地區(qū)承受動力作用重要承重結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)工作溫度和所用鋼材牌號，提出 相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo) 要求 167。4）強化階段：應(yīng)力由 fy ~抗拉強度 fu設(shè)計以鋼材的屈服點 f y 作為靜力強度承載力極限167。脆性破壞的主要特征是，破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。包括退火、正火、淬火和回火 退火和正火改善 組織 以提高 鋼 的機械性能 其操作方法 為 ：在爐中 鋼 材加 熱 保溫一段 時間 后，隨爐溫冷卻至 500℃ 以下，再放至空氣中冷卻的工 藝 稱 為 完全退火 若保溫后從爐中取出在空氣中冷卻的工 藝 稱 為 正火。22 鋼材的生產(chǎn)鋼材的生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計167。珠光體強度很高，堅硬富有彈性 低合金結(jié)構(gòu)鋼 是在低碳鋼中加入少量的合金元素 合金元素及其化合物溶解于鐵素體和珠光體中，使 強度提高，塑性、韌性和焊接性能不降低 鋼材的組織構(gòu)造和缺陷鋼材的組織構(gòu)造和缺陷167。167。 沸騰鋼 采用脫氧能力