建筑鋼材的力學性能

1、建筑鋼材建筑鋼材(一). 拉伸性能 1.主要測試指標： 屈服強度 抗拉強度 伸長率（斷面收縮率）等 2.2.鋼材（低碳鋼）的抗拉過程主要包括： 彈性階段 屈服階段 強化階段 頸縮階段二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能3.相關知識點回顧 （1）應力 （2）應變 （3）彈性與彈性變形 （4）塑性與塑性變形AFAN=0001LLLLL=二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能低碳鋼的受拉過程分為四個階段低碳鋼的受拉過程分為四個階段 0LL=OAF=彈性階段彈性階段OAOA屈服階段屈服階段ABAB強化階段強化階段BCBC頸縮階段頸縮階段CDCDABCD低碳鋼受拉的應力應變圖低碳鋼受拉的應力應變圖二二 鋼材的

2、力學性能鋼材的力學性能tgE=:p0LL=OAF=A低碳鋼受拉的應力應變圖低碳鋼受拉的應力應變圖p E1 E2l圖形的特點：l 試件的特點：l計算的指標：ABCD彈性極限二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能屈服階段屈服階段AB : 一條波動的曲 線，應力增加很小，而應變增加 很大。 所能承受的拉 力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力 屈服。屈服。 屈服強度（也叫屈服點） 點對應的應力。 0LL=OAF=A低碳鋼受拉的應力應變圖低碳鋼受拉的應力應變圖pACDBB上上B下下sAFss=二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能強化階段強化階段BC 一段上升的曲線。 抵抗塑性變形的能力又重新

3、提高 抗拉強度 l圖形的特點：l試件的特點：l計算的指標：0LL=OAF=A低碳鋼受拉的應力應變圖低碳鋼受拉的應力應變圖pACDBB上上B下下sAFbb=bC點對應的應力。強化。頸縮階段頸縮階段CD 一段下降的曲線。 變形迅速發(fā)展，在有雜質或 缺陷處，斷面急劇縮小 ，直到斷裂。 伸長率： l圖形的特點：l試件的特點：l計算的指標：AF=0LL=OApACDBB上上B下下sb%100001=LLLL1L0頸縮二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能三個重要的指標 屈服強度s 結構設計中鋼材強度取值的依據 抗拉強度b 鋼材所能承受的最大應力 屈強比: 利用率 ，安全可靠程度 屈強比一般不低于1.2，抗震

4、結構一般不低于1.25。 伸長率 衡量鋼材塑性的指標， 越大說明鋼材的塑性越好 bs=bsAF=0LL=OApACDBB上上B下下sbsbbs%100001=LLL4斷面收縮率 L100AAAn=d0L0L0=5d0或10d0A0、 An前后的截面積 二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能2 . 0中碳鋼、高碳鋼的應力應變圖l規(guī)定：產生殘余變 形為原始標距的0.2% 時所對應的應力值， 作為硬鋼的屈服強度， 稱為條件屈服強度， 用0.2表示。1二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能(二).冷彎性能 1.定義：冷彎性能是鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的工藝性能指標。 2.彎曲測試彎曲測試：彎心直

5、徑d與試件直徑（或厚度）a的比值d/a越小，彎曲角度越大，說明試件受彎程度越高，對不同的鋼材有相應的標準要求，試件受彎處不發(fā)生裂縫，斷裂或起層，即認為冷彎性能合格。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能3.冷彎的意義：鋼材的冷彎性能和伸長率均是塑性變形能力的反映，但伸長率是在試件軸向均勻變形條件下測定的，而冷彎性能則是在更嚴格條件下鋼材局部變形的能力，它可揭示鋼材內部結構是否均勻，是否存在內應力和夾雜物等缺陷，還經常用冷彎來檢驗焊縫接頭。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能( (三).).沖擊韌性1.1.定義：是指鋼材抵抗沖擊荷載的

6、能力。 2.2.沖擊韌性指標：是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定的。以擺錘打擊試件，于刻槽處將其打斷，試件單位截面積上所消耗的功，即為鋼材的沖擊韌性指標，用沖擊韌性ak（/cm2）表示。ak值愈大，沖擊韌性愈好。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能沖擊試驗沖擊實驗 二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能3.3.冷脆性：鋼材的化學成分、組織狀態(tài)、內在缺陷及環(huán)境溫度都會影響鋼材的沖擊韌性。試驗表明，沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是開始下降緩和，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材的冷脆性。 發(fā)生冷脆時的溫度稱為臨界溫度，其數值愈低，說明鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以在負溫下使

7、用的結構，應當選用脆性臨界溫度較工作溫度為低的鋼材。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能(四).耐疲勞性1.定義：鋼材在交變荷載反復多次作用下，可在最大應力遠低于屈服強度的情況下突然破壞，這種破壞稱為疲勞破壞。若max越大，則次數N越小。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能2.疲勞破壞的原因：鋼材的疲勞破壞是拉應力引起的，首先在局部開始形成微細裂紋，其后由于裂紋尖端處產生應力集中而使裂紋逐漸擴展直至疲勞斷裂。鋼材內部的晶體結構、成分偏析以及最大應力處的表面光潔程度等因素均會明顯影響疲勞強度。二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能(五).硬度1.1.定義定義：是指其表面局部體積內抵抗外物壓入產生塑性變形的能力。常用的測定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 二二 鋼材的力學性能鋼材的力學性能l材料的硬度往往與材料的其它性能有一定的相關系，如：鋼材的HB值與抗拉強度之間有較好的相關關系。 HBb6 . 3175HB=，當HBb5 . 3175HB=，當 隨時間的延長而表現出強度提高，塑性和沖擊韌性下降的現象稱