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1、思考题钢结构基本原理材料1钢材拉伸试件的应力和强度这两个概念是否同一？2影响钢材强度和塑性指标的主要因素有哪些？3伸长率是如何定义的？4为什么钢结构设计规范对钢材有伸长率的要求？5若某一批钢材牌号为Q235时，是否钢材的屈服点就是235MPa？你知道钢材的屈服点大致分布情况如何？6如何理解“钢材的塑性指标比钢材的强度指标更重要”？7你认为屈强比高的材料（0.9左右）和屈强低（0.6—0.7）的材料分别用在哪些场合是合适的？8钢材“怕冷”，“怕热”的大致范围？高温和低温下可否使用钢结构？9一块平板，经过冷加工成为圆管，再用一条焊缝将其焊起来，
2、在焊接之前钢材经历了什么变化？在焊接之后钢材又经历了什么变化？10假如平板经冷加工成为方管，是否能回答与上面相同的问题？课堂提问1什么是塑性？2为什么对钢材要求塑性的要求？3钢材的塑性和韧性有何差别？4哪些因素对钢材性能有影响？5分别有哪些影响？化学成分生产过程温度加荷速度应力应变历史所有性能（详述）冶炼→化学成分；冷却→残余应力→表观屈服点；脱氧→缺陷与宏观强度；轧制→板的屈服强度强度，塑性高温→强度；低温→韧性，可焊性塑性破坏与脆性破坏的定义？课堂提问3在疲劳破坏中应力集中起了什么作用？4钢材的塑性性能对减缓疲劳断裂是否有作用？5你认为
3、对钢材进行疲劳计算时，材料的抗力应采用什么指标？1右图哪一种是理想弹塑性模型？为什么钢材可以采用理想弹塑性模型？2各平板端部沿竖向均匀受拉时，何者应力集中程度最严重？钢结构材料MaterialofSteelStructures第1节结构钢对材料基本性能的要求第2节影响钢材性能的一般因素第3节复杂应力与应力集中第4节钢材疲劳破坏第5节钢材分类、规格和选用第6节结构钢材的新发展一、钢结构对钢材性能的要求第1节结构钢对材料基本性能的要求较高的强度较好的塑性和韧性良好的加工和可焊性能专用的特种性能（耐候、耐火）一、单向拉伸试验第1节结构钢对材料基本
4、性能的要求试验条件：标准试件标准加载方式标准温度试验曲线弹性、屈服、强化、颈缩弹性、强化、颈缩：低碳钢与低合金钢：高强度钢屈服荷载与极限荷载二、基本性能要求和指标第1节结构钢对材料基本性能的要求1.强度2.塑性5.可焊性3.韧性6.耐久性比例极限、屈服点、极限强度、屈强比4.冷加工性静力韧性、冲击韧性伸长率、面缩率冷弯实验施工可焊性、使用可焊性抗腐蚀能力、抗疲劳能力影响钢材性能的一般因素第2节影响钢材性能的一般因素1.化学成分2.生产过程3.时效Fe,C,Si,Mn,V,S(O),P(N),其他时间——硬化冶炼方法、浇铸过程、轧制工艺不均匀
5、温度场引起的残余应力随着时间增长冶炼中留在纯铁中的少量氮和碳的固溶体，随着时间的增长将逐渐析出，并形成氮化物和碳化物，使得钢材的抗拉强度提高，塑性和韧性降低。影响钢材性能的一般因素第2节影响钢材性能的一般因素5.温度6.加荷速度4.应力应变历史超屈服加载——硬化、残余应变与塑性变形引起的残余应力低温：冲击韧性的温度转变区高温：300°C蓝脆、600°C软化钢材在弹塑性阶段卸载后，在重复加载时，其屈服点将提高，而塑性和韧性降低称为冷作硬化。当温度下降到负温度某一个区间，其冲击韧性急剧下降，破坏由塑性转为脆性破坏。当温度上升到300度左右强度提
6、高，塑性和韧性下降，出现脆性破坏特征。一、复杂应力与屈服条件第3节复杂应力与应力集中折算应力Mises屈服条件弹性多轴应力场对屈服条件的影响若应力同号则屈服时纯剪状态塑性→理想弹塑性模型考虑两向应力状态且反之二、应力集中第3节复杂应力与应力集中定义：因钢材缺陷或制作引起的几何改变，造成各点钢材应力不均匀的状况称为应力集中应力集中与同号应力场：应力集中系数：应力集中程度与缺陷几何的关系(变化越剧烈峰值应力增加剧烈，塑性也下降)几何变化不均匀→泊凇比→正交方向的同号应力钢材塑性与应力集中程度的缓解塑性好，应力不均匀现象会趋于平缓，有些情况不会影
7、响极限承载能力。二、应力集中第3节复杂应力与应力集中塑性好，应力不均匀现象不趋于平缓，尤其一些复杂应力趋于，有些情况也会影响极限承载能力。三、超屈服作用（低周疲劳）第3节复杂应力与应力集中材料滞回曲线鲍辛格效应应力强化塑性能量消耗在重复荷载作用下，钢材的破坏强度低于静力作用下的抗拉强度，且呈现突发性的脆性破坏特征，称为疲劳破坏。三、超屈服作用（低周疲劳）第3节复杂应力与应力集中滞回曲线一、钢材牌号第5节钢材规格与选用普通碳素钢低合金钢Q235A[F,b,(z)]无冲击韧性(旧称3号钢)Q235B[F,b,(z)]常温20度下Ak要求Q235
8、C[(z)]0度Ak要求Q235D[(TZ)]-20度Ak要求Q345A,B,C,D,E：Ak34J（E为27J）Q390A,B,C,D,EQ420A,B,C,D,E优质碳素结构
