金屬結(jié)構(gòu)材料和性能及種類選用

1、金屬結(jié)構(gòu)材料和性能及種類選用目 錄1. 金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的性能影響鋼材性能的主要因素鋼材的疲勞鋼材的種類、標(biāo)號(hào)、規(guī)格及選用1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的性能 鋼材在單向均勻拉力作用下的性能 鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的性能 鋼材的塑性 鋼材的韌性 鋼材的可焊性 鋼材的冷彎性能 鋼材的耐久性 鋼材的破壞形式1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 鋼材在單向均勻拉力作用下的性能常用靜力拉伸試驗(yàn)曲線，即應(yīng)力應(yīng)變曲線表示。 鋼材在單向均勻拉力作用下的性能低碳鋼受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線 從圖上可看出，整個(gè)拉伸過程，鋼材經(jīng)歷了如下四個(gè)階段： (1)彈性階段（OE段） (2)屈服階段（ECF段） (3)強(qiáng)化階段（FB段） (4)

2、緊縮階段（BD段）1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 在曲線OE段，鋼材處于彈性階段，即荷載增加時(shí)變形也增加，荷載降低到零則變形也降低到零。(1)彈性階段（OE段） OA段：荷載與伸長成比例（應(yīng)力與應(yīng)變成比例），完全符合虎克定律，fp為比例極限。 AE段：荷載與伸長不成成比例，fe為彈性極限。低碳鋼受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 當(dāng)荷載超過Ne( )后變形與荷載不成正比，變形增加很快，曲線呈鋸齒形波動(dòng)，甚至荷載不增加時(shí)，變形繼續(xù)發(fā)展，這就是鋼材的屈服。屈服階段（ECF段）低碳鋼受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線 屈服階段曲線上下波動(dòng)，波動(dòng)曲線的下限，稱為屈服極限或屈服點(diǎn)，用fy E-F點(diǎn)的應(yīng)變幅度稱為流幅，

3、流幅越大鋼材的塑性越好。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能由鋼材受拉時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線得出的結(jié)論 由于比例極限fp 、彈性極限fe 和屈服極限fy 很接近，在計(jì)算金屬結(jié)構(gòu)時(shí)可以認(rèn)為剛材在屈服極限之前是彈性體。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限后，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生很大的、使用上不允許的殘余變形，因此，設(shè)計(jì)時(shí)取屈服極限為鋼材可達(dá)到的最大應(yīng)力。 鋼材在屈服極限之前接近理想的彈性體，屈服極限之后的流幅現(xiàn)象又接近理想的塑性體，因此可認(rèn)為鋼材最符合理想的彈性塑性材料。 強(qiáng)度極限fu是材料抗拉的最大承載力，但材料破壞時(shí)塑性變形太大，故強(qiáng)度極限不能作為計(jì)算依據(jù)，只能作為強(qiáng)度儲(chǔ)備。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 對(duì)于接近理想彈塑性體的鋼材，采用米塞斯準(zhǔn)則

4、較好，該準(zhǔn)則認(rèn)為：材料的形狀改變比能達(dá)到某一極限值時(shí)，材料開始屈服。即所謂第四強(qiáng)度理論。鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的性能 鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件：彈性狀態(tài) 塑性狀態(tài) 即剪應(yīng)力達(dá)到屈服極限的倍時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)，所以鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv取為f。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 在同號(hào)平面主應(yīng)力作用下，鋼材極限強(qiáng)度和彈性工作范圍有所提高，塑性下降。在異號(hào)平面主應(yīng)力作用下，情況正好相反。 在三向主應(yīng)力作用下，情況同上。前者如裂紋尖端處應(yīng)力集中，后者如受局部擠壓區(qū)域。 鋼材在復(fù)雜應(yīng)力作用下的性能發(fā)生的變化 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 鋼材的塑性 當(dāng)應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷

5、裂的性質(zhì)。 塑性好壞可用伸長率和斷面收縮率表示。通過靜力拉伸試驗(yàn)得到。l1為試件拉斷后標(biāo)距間長度。 l0為試件拉斷前標(biāo)距間長度。 伸長率 斷面收縮率是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分率。斷面收縮率A0 試件原來的斷面面積； A1 試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在受力時(shí)（尤其承受動(dòng)力荷載時(shí)）材料塑性好壞往往決定了結(jié)構(gòu)是否安全可靠，因此鋼材塑性指標(biāo)比強(qiáng)度指標(biāo)更為重要。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的韌性 鋼材在塑性變形和斷裂的過程中吸收能量的能力，也是表示鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。它是判斷鋼材在沖擊荷載作用下是否出現(xiàn)脆性破壞的重要指標(biāo)之一。 鋼

6、材的韌性指標(biāo)用沖擊韌性ak表示。式中 試驗(yàn)機(jī)刻度盤上直接讀出的沖 擊功（單位N或J）。 試件缺口處的凈截面面積（單 位c2）。 新標(biāo)準(zhǔn)GB70088（碳素結(jié)構(gòu)鋼）和GB159188（低合金結(jié)構(gòu)鋼）規(guī)定，沖擊試驗(yàn)用夏比V型缺口試件。沖擊韌性指標(biāo)直接用沖擊功（J）表示，即1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的可焊性 可焊性： 鋼材的可焊性是指在一定工藝和結(jié)構(gòu)條件下，鋼材經(jīng)過焊接能夠獲得良好的焊接接頭的性能。 施工上的可焊性： 指在一定的焊接工藝條件下焊縫金屬和焊縫影響區(qū)對(duì)產(chǎn)生裂紋的敏感性。 使用性能上的可焊性： 是指焊接接頭和焊縫的沖擊韌性及近焊區(qū)的塑性等力學(xué)性能指標(biāo)不低于母材。 可焊性試驗(yàn)得出的結(jié)果只有參

7、考意義,因試驗(yàn)條件與實(shí)際情況總有一定距離。 鋼材中含C量增加，將惡化可焊性，故焊接結(jié)構(gòu)所用鋼材的含C量不超過。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的冷彎性能 指鋼材在冷加工（常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。 冷彎性能用試驗(yàn)方法來檢驗(yàn)鋼材承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形性能，通過檢查試件彎曲部分的外面、里面和側(cè)面是否有裂紋、裂斷和分層，判斷試件冷彎性能是否合格，并顯示其缺陷的程度。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的耐久性 影響鋼材使用壽命的因素是多方面的，主要是腐蝕、時(shí)效和疲勞的影響。 鋼材易被腐蝕，對(duì)此主要依靠油漆和加強(qiáng)定期維護(hù)措施來解決。 鋼材的“時(shí)效”現(xiàn)象，即鋼材的力學(xué)性能隨著時(shí)間的增長而改變

8、的現(xiàn)象。這就要根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用要求和條件，必要時(shí)可測(cè)定快速應(yīng)變失效的沖擊韌性，以鑒定鋼材是否適用。 鋼結(jié)構(gòu)在長期連續(xù)的重復(fù)荷載或交變荷載的作用下，可能當(dāng)應(yīng)力低于屈服點(diǎn)fy 便發(fā)生的破壞。 所以對(duì)某些結(jié)構(gòu)要計(jì)算其疲勞強(qiáng)度。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的破壞形式 兩種破壞形式：塑性破壞和脆性破壞兩種。 塑性破壞：因很大的塑性變形而斷裂。特點(diǎn)：破壞前有明顯的塑性變形，應(yīng)力很大，斷裂時(shí)斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。 脆性破壞：脆性斷裂。破壞前無預(yù)兆，應(yīng)力較低，斷裂時(shí)斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險(xiǎn)性大。 影響脆性的因素：化學(xué)成分 冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層） 溫度（熱脆、低溫冷脆） 冷作硬化

9、 時(shí)效硬化 應(yīng)力集中 同號(hào)三向主應(yīng)力狀態(tài) 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能影響鋼材性能的主要因素 化學(xué)成分的影響 冶金和軋制過程的影響 時(shí)效的影響 溫度的影響 冷作硬化的影響 應(yīng)力集中的影響 殘余應(yīng)力的影響1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能化學(xué)成分的影響 鋼的基本元素為鐵（Fe），普通碳素鋼中占99%，此外還有碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）等雜質(zhì)元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，這些總含量約1%，但對(duì)鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）雜質(zhì)元素的影響碳：除鐵以外最主要的元素。 一般建筑用鋼要求含碳量在0.22%以下，焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)限制在0.20%以

10、下。C鋼材強(qiáng)度塑性韌性（特別是低溫沖擊韌性）惡化鋼材可焊性，增加低溫脆斷的危險(xiǎn)性。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）雜質(zhì)元素的影響硅：作為脫氧劑加入普通碳素鋼。 一般鎮(zhèn)靜鋼的含硅量為0.10%0.30% 。適量Si塑性沖擊韌性冷彎性能可焊性無顯著的不良影響。Si過高(達(dá)1%)塑性沖擊韌性抗銹性可焊性1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）雜質(zhì)元素的影響錳：是一種弱脫氧劑。 素鋼中錳的含量約為0.3%0.8%。適量Mn有效提高鋼材強(qiáng)度；消除硫、氧對(duì)鋼材的熱脆影響；改善鋼材熱加工性能和鋼材的冷脆傾向；不顯著降低鋼材的塑性、沖擊韌性。Si過高(達(dá)1.0%1.5%以上

11、)脆性硬度抗銹性可焊性1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能硫（S）、磷（P）有害元素的影響硫：極為有害元素。硫與鐵的化合物為硫化鐵（FeS），散布在 純鐵體晶粒的間層中。 含硫量增加時(shí)會(huì)降低鋼材的塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和抗銹性等。 高溫（8001200）時(shí)，例如在焊、鉚及熱加工時(shí)，硫化鐵即溶化而使鋼材變脆（熱脆）和發(fā)生裂縫。 應(yīng)嚴(yán)格控制鋼材中的含硫量，一般應(yīng)不超過，在焊接結(jié)構(gòu)中則應(yīng)不超過。 磷：極為有害元素。引起鋼材熱脆，降低鋼材的塑性、沖擊韌 性、疲勞強(qiáng)度和抗銹性等。一般建筑用鋼含硫量要求不超 0.055%，在焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)不超過0.050%。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能氧：有害元素。引起熱脆。一般要求含量小于

12、0.05%。氮：能使鋼材強(qiáng)化，但顯著降低鋼材塑性、韌性、可焊性和冷彎 性能，增加時(shí)效傾向和冷脆性。一般要求含量小于0.008%。氧（O）、氮（N）有害元素的影響 為改善鋼材力學(xué)性能，可適量增加錳、硅含量，還可摻入一定數(shù)量的鉻、鎳、銅、釩、鈦、鈮等合金元素，煉成合金鋼。金屬結(jié)構(gòu)常用合金鋼中合金元素含量較少，稱為普通低合金鋼。 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能冶金和軋制過程的影響 按爐種分： 對(duì)于結(jié)構(gòu)用鋼我國主要有三種冶煉方法：堿性平爐煉鋼法、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法和堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。 平爐鋼和頂吹轉(zhuǎn)爐鋼的力學(xué)性能指標(biāo)較接近。(而堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼的沖擊韌性、可焊性、時(shí)效性、冷脆性、抗銹性能等都較差，故這種煉鋼法

13、已逐步淘汰。) 按脫氧程度分為：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。 沸騰鋼脫氧程度低，氧、氮和一氧化碳?xì)怏w從鋼液中逸出，形成鋼液的沸騰。沸騰鋼的時(shí)效、韌性、可焊性較差，容易發(fā)生時(shí)效和變脆，但產(chǎn)量較高、成本較低；半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度較高些，上述性能都略好；而鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度最高，性能最好，但產(chǎn)量較低，成本較高。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能時(shí)效：隨著時(shí)間的增長，純鐵體中殘留 的碳、氧固溶物質(zhì)逐步析出，形 成自由的碳化物或氮化物微粒， 約束純鐵體發(fā)展塑性變形。時(shí)效的影響 時(shí)效將提高鋼材的強(qiáng)度，降低塑性，特別是沖擊韌性大大降低（變脆）。故是不利因素之一。時(shí)效的過程從幾天到幾十年。 交變荷載、重復(fù)荷載和溫度變化等情況下，

14、容易引起時(shí)效。雜質(zhì)多、晶粒粗而不均勻的鋼材對(duì)時(shí)效最敏感。 鋼材的時(shí)效現(xiàn)象1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能溫度的影響 以上所討論的，都是鋼材在常溫時(shí)的工作性能。當(dāng)溫度升高時(shí)，開始是強(qiáng)度和彈性模量基本不變，塑性的變化也不大。但在250左右時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度提高而塑性和沖擊韌性下降，這種現(xiàn)象叫做藍(lán)脆現(xiàn)象(表面氧化膜呈現(xiàn)藍(lán)色)。應(yīng)避免鋼材在藍(lán)脆溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工。當(dāng)溫度超過300以后，屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度顯著下降，達(dá)到600時(shí)強(qiáng)度幾乎等于零。 溫度對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材溫度從常溫下降時(shí)的情況 當(dāng)鋼材的溫度從常溫下降時(shí)，鋼材的強(qiáng)度略有提高而塑性和沖擊韌性有所降低(變脆)。特別是當(dāng)溫度下降到某

15、一數(shù)值時(shí)，鋼材的沖擊韌性突然急劇下降，試件斷口屬于脆性破壞。這種現(xiàn)象稱為低溫冷脆現(xiàn)象，鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫冷脆轉(zhuǎn)變溫度(或叫冷脆臨界溫度)。 沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能冷作硬化的影響 在重復(fù)荷載作用下，鋼材比例極限有所提高的現(xiàn)象稱為硬化。金屬結(jié)構(gòu)在冷（常溫）加工過程中引起的鋼材硬化現(xiàn)象稱為冷作硬化。 在加載fy后卸載再加載，此時(shí)強(qiáng)度（比例極限、屈服極限）提高、塑性和沖擊韌性降低。這增加了出現(xiàn)脆性破壞的危險(xiǎn)性，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)是有害的。在冷（常溫）加工時(shí)易產(chǎn)生冷作硬化，因此在剪切鋼板邊緣和沖孔等引起冷作硬化的部分去掉35mm，去掉冷作硬化的部分。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性

16、能 金結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變化、形狀變化、內(nèi)部缺陷等使一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，此謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材塑性越差。應(yīng)力集中的影響1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能應(yīng)力流示圖1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 殘余應(yīng)力為鋼材在冶煉、軋制、焊接、冷加工等過程中，由于不均勻的冷卻、組織構(gòu)造的變化而在鋼材內(nèi)部產(chǎn)生的不均勻的應(yīng)力。殘余應(yīng)力在構(gòu)件內(nèi)部自相平衡而與外力的作用無關(guān)。殘余應(yīng)力的存在可能使鋼材發(fā)生脆性破壞。殘余應(yīng)力的影響1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 鋼材的疲勞：鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成、擴(kuò) 展以致斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞 破壞。 鋼材的疲勞鋼材疲勞破壞的特征 鋼材的疲

17、勞強(qiáng)度 金屬結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材疲勞破壞的特征 疲勞破壞的特點(diǎn) 疲勞破壞的原因1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能疲勞破壞的特點(diǎn)荷載多次反復(fù)作用在構(gòu)件上；破壞是突然發(fā)生的，破壞發(fā)生前無明顯的 塑性變性；破壞發(fā)生時(shí)，應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極 限），甚至低于屈服極限；疲勞破壞的斷口上，通常呈現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域， 一個(gè)光滑區(qū)域，一個(gè)是粗粒狀區(qū)域。其 表面有較清楚的疲勞紋理。 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 由此可見，鋼材的疲勞破壞首先是由于鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻和應(yīng)力分布不均勻所引起的。應(yīng)力集中可以使個(gè)別晶粒很快出現(xiàn)塑性變形及硬化等，從而大大降低了鋼材的疲勞強(qiáng)度。 疲勞破壞的原因局部缺陷產(chǎn)生應(yīng)力集中(循環(huán)載荷的反

18、復(fù)作用)出現(xiàn)塑性變形,并硬化而逐漸形成一些微觀裂紋細(xì)微裂紋隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷擴(kuò)展逐漸發(fā)成為鋼材內(nèi)部宏觀裂紋截面減弱，應(yīng)力集中現(xiàn)象急速加劇，最后晶體內(nèi)的結(jié)合力終于抵抗不住高峰應(yīng)力，鋼材突然斷裂1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力種類應(yīng)力循環(huán)形式應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力集中殘余應(yīng)力鋼材的疲勞強(qiáng)度與有關(guān)1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能幾個(gè)概念循環(huán)荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的隨時(shí)間變化的荷載；應(yīng)力幅（）在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力從最大到最小重 復(fù)一周為一次循環(huán)，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力 之差為應(yīng)力幅。=max-min。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（n）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)力變 化次數(shù)。常幅循環(huán)荷載所有應(yīng)力循環(huán)中，應(yīng)力幅保持常量。變幅循環(huán)

19、荷載在應(yīng)力循環(huán)過程中，應(yīng)力幅是變量。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能常幅應(yīng)力循環(huán)形式1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能金屬結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算 本節(jié)所述疲勞計(jì)算只適用于常溫下、無強(qiáng)烈腐蝕環(huán)境中金屬結(jié)構(gòu)的高周低應(yīng)變疲勞計(jì)算(應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n105)。計(jì)算范圍只限于直接承受重復(fù)作用動(dòng)力荷載的金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接。對(duì)構(gòu)件表面溫度大于150、海水腐蝕環(huán)境、低周高應(yīng)變等特殊條件下的疲勞，應(yīng)參照其它有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。 疲勞計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載按容許應(yīng)力幅進(jìn)行。容許應(yīng)力幅與構(gòu)件和連接形式以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)，在應(yīng)力循環(huán)中不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位不必驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度。 疲勞計(jì)算分常幅疲勞計(jì)算和變幅疲勞計(jì)算兩種情況。1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能常幅疲勞計(jì)算 所有

20、應(yīng)力循環(huán)中的應(yīng)力幅保持常量時(shí)稱為常幅應(yīng)力循環(huán)，其引起的疲勞稱為常幅疲勞。 對(duì)常幅疲勞，按下式進(jìn)行疲勞計(jì)算： 式中： 對(duì)焊接部位為應(yīng)力幅 ，對(duì)非焊接部 位為折算應(yīng)幅 ； 計(jì)算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力(取正值)； 計(jì)算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力 （拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）； 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅 。 1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能容許應(yīng)力幅來源 焊接鋼構(gòu)件和連接的疲勞試驗(yàn)研究表明，在常幅循環(huán)應(yīng)力作用下，引起試件疲勞破壞的應(yīng)力幅maxmin與其致?lián)p循環(huán)次數(shù)n的關(guān)系曲線，當(dāng)采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)，是一條斜率為1/的直線。直線方程式為：整理得化簡(jiǎn)，得常幅疲勞的容許應(yīng)力幅計(jì)算公式為： 1.金屬結(jié)構(gòu)材

21、料和性能變幅疲勞計(jì)算 對(duì)變幅疲勞，按線性疲勞累積損傷原則，將隨機(jī)變化的應(yīng)力幅折算成等效常應(yīng)力幅 ，然后按常幅疲勞的公式進(jìn)行計(jì)算，即按下式計(jì)算： 式中： 變幅疲勞的等效應(yīng)力幅，按下式確定： 以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命；預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅水平達(dá)到 的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；系數(shù)，按表查??；常幅疲勞容許應(yīng)力幅。 鋼材的種類、標(biāo)號(hào)、規(guī)格及選用1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能鋼材的種類和標(biāo)號(hào) 鋼材選用的原則 鋼材的規(guī)格 鋼材的種類和標(biāo)號(hào)1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能 鋼材的品種繁多，性能各異，金屬結(jié)構(gòu)中常用只是：碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼中的幾種。 國家標(biāo)準(zhǔn)：（GB70088） 碳素結(jié)構(gòu)鋼 （GB/T159194）低合金結(jié)構(gòu)

22、鋼“QXXX ”，例如Q235-AF、Q235-Bb、Q345-EZ Q ：屈服強(qiáng)度的第一個(gè)拼音字母。 XXX ：屈服強(qiáng)度值，單位為N/mm2，結(jié)構(gòu)用鋼常有235、345、390。 ：質(zhì)量等級(jí)，有A、B、C、D四個(gè)等級(jí)（低合金結(jié)構(gòu)鋼有A、B、 C、D、E五個(gè)等級(jí)）。 其中：A 無沖擊功規(guī)定； B 20C時(shí)的沖擊功27J（縱向）； C 0C時(shí)的沖擊功27J（縱向）； D 20C時(shí)的沖擊功27J（縱向）。 ：脫氧方法，可分為F、b、Z和TZ，F(xiàn)表示沸騰鋼，b表示半鎮(zhèn) 靜鋼，Z表示鎮(zhèn)靜鋼，TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，其中Z和TZ可不寫。 新舊規(guī)范低合金鋼材牌照對(duì)照表1.金屬結(jié)構(gòu)材料和性能GB/T1591-94GB1591-88Q2950.9MnV,0.9MnNb,0.9Mn2,12Mn等Q34512MnV,14MnNb,16Mn,16MnRe等Q39015MnV,15MnTi,