《钢材的主要性能》PPT课件

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1、第二章钢结构的材料§2．1钢结构对材料的要求（1）较高的抗拉强度fu和屈服点fy（2）较高的塑性和韧性（3）良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和可焊性）此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。塑性破坏——破坏前有明显的变形，破坏经历时间长，断口发暗，呈纤维状，可以采取补救措施。脆性破坏——破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时产生的变形很小，破坏发生突然，断口平齐、发亮，无机会补救。§2．2钢材的破坏形式钢结构所用的材料虽然有较高的塑性和韧性，一般为塑性破坏，但在一定条件

2、下仍有脆性破坏的可能。1972年廊坊因一个杆脆断屋架倒塌1979年吉林煤气罐大爆炸（12月中旬）1995年韩国一大桥倒塌在设计、施工、使用时都要防止脆性破坏。一、受拉、受压、受弯及受剪时的性能（一）一次拉伸时的性能§2.3钢材的主要性能d1.条件：标准试件(GB228—63)，表面光滑，有内圆角,常温（20℃）下缓慢加载，一次完成,含碳量为0.1%－0.3%。Lo-标距d-直径长试件l0=10d0长试件l0=11.3短试件l0=5d0短试件l0=5.62.阶段划分A.有屈服点钢材σ--ε曲线可以分为五个阶段：

3、(1)弹性阶段(OB段)OA段材料处于线弹性，即:AB段有一定的非线性变形,但整个OB段卸载时，ε=0；OBCDAEE=206×103N/mm2(适于各种钢材）fp比例极限（2）弹塑性阶段（BC)该段很短,表现出钢材的非弹性性质;σB—屈服上限;σC—屈服下限(屈服点fy)（3）塑性阶段（CD)该段σ基本保持不变（水平),ε急剧增大,称为屈服台阶或流幅段,变形模量E=0OBCDAE（4）强化阶段(DE段)抗拉强度fu（5）颈缩阶段(EF段)随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快OBCDAE伸长率δ是衡量钢材塑性

4、性能的一项主要指标，δ愈大，塑性愈好。B.对无明显屈服点的钢材该种钢材在拉伸过程中没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。设计时取相当于残余变形为0.2%时所对应的应力作为屈服点—‘条件屈服点’fy=f0.20.2%fuεp3.应力应变曲线的简化因为:1)fy与fp相差很小；2)计算简便（1）在钢结构的强度设计中,可以假定钢材为理想的弹塑性体ε2.5%--3%fyε00.15%ε通过对曲线的分析，可得两点结论：（2）以fy作为强度标准值。因为：1）虽然fu＞＞fy，但对应的变形非常大。2）以fy作为设计强度的依据

5、，具有较大的强度储备，若出现偶然因素，使人们有机会抢救.O0.15%22%fufyfu-fy4.单向拉伸时钢材的机械性能指标（1）屈服点fy--应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力，它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。（2）抗拉强度fu--应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材最大的抗拉强度。（3）伸长率它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。当l0/d=5时，用δ5表示，当l0/d=10时，用δ10表示。同单向拉伸时的性能，屈服点也相差不多。（二）受压时的性能采用短试件l0/d=3,屈服点

6、同单向拉伸时的屈服点。（三）受弯时的性能（四）受剪时的性能抗剪强度可由折算应力计算公式得到：常温下弯曲180°(按原有厚度)，检查外表面，不能有裂纹、起层（或分层）。是衡量钢材塑性性能和质量优劣的综合指标。二、冷弯性能冲击韧性试验：采用有特定缺口的标准试件在材料试验机上进行击断试验，以击断试件所消耗的功表示冲击韧性。符号　　　　　　单位J三、冲击韧性(a)梅氏U型缺口(b)夏比V型缺口现在的国家标准规定采用夏比试件。低温下，冲击韧性急剧下降。是衡量受动力荷载时韧性的指标。常温(+20oC)、负温（0oC、－2

7、0oC、－４0oC）下的冲击韧性。是衡量钢材抵抗因低温、应力集中、冲击荷载等作用而致脆性断裂能力的一项机械性能指标。钢材的机械性能指标1、屈服点fy；2、伸长率δ；3、抗拉强度fu；4、冷弯试验；5、冲击韧性Cv(包括常温冲击韧性、0度时冲击韧性负温冲击韧性）。小结