鋼材主要機(jī)械性能

鋼結(jié)構(gòu)智能制造建筑工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)智能制造1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)圖2-1應(yīng)力σ-應(yīng)變?chǔ)徘€給出相應(yīng)鋼材的單調(diào)拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線。由試驗(yàn)曲線看出，在比例極限fp以前鋼材的工作是彈性的；比例極限以后，進(jìn)入了彈塑性階段；達(dá)到了屈服強(qiáng)度f(wàn)y后，塑性平臺(tái)；出現(xiàn)強(qiáng)化階段，產(chǎn)生頸縮而破壞。1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)四個(gè)工作階段（1）彈性階段：應(yīng)力由0~比例極限fp（2）彈塑性階段：應(yīng)力由fp~屈服強(qiáng)度f(wàn)y（3）屈服階段：應(yīng)力保持fy

不變，應(yīng)變由(0.1~0.2)%~(2~3)%（4）強(qiáng)化階段：應(yīng)力由fy~抗拉強(qiáng)度f(wàn)u（5）頸縮階段ABDC1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)指標(biāo)ABDC屈服強(qiáng)度（yieldstrength）

fy抗拉強(qiáng)度（tensilestrength）

fu伸長(zhǎng)率（elongation）d斷面收縮率彈性模量E

E為常量，低碳鋼有明顯屈服點(diǎn)，fy作為破壞標(biāo)志，fy/fu屈強(qiáng)比為強(qiáng)度儲(chǔ)備。1.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)s—e曲線的簡(jiǎn)化:

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將圖2-1所示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)化為圖2-2。<fy，完全彈性>fy，完全塑性

fu

作為安全儲(chǔ)備0

fy圖2-21.強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)

伸長(zhǎng)率（根據(jù)試件原標(biāo)距長(zhǎng)度l0與試件中間部分的直徑d0的比值為10或5而分為10

或5）為試件拉斷時(shí)原標(biāo)距間長(zhǎng)度伸長(zhǎng)值與原標(biāo)距比值的百分率。式中：

l1——為試件拉斷后標(biāo)距間長(zhǎng)度。

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。式中：A0——試件原來(lái)的斷面面積；A1——試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積。2.

冷彎（coldbending）性能—冷彎角α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。加工性能，塑性變性能力，材質(zhì)均勻性，a=180度合格。指標(biāo)將根據(jù)試件厚度按規(guī)定的彎曲直徑將試件彎曲1800，如表面無(wú)裂紋或分層則合格。3.沖擊韌性鋼材的韌性是表示鋼材抵抗沖擊荷載或振動(dòng)荷載的能力，它是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。鋼材韌性通過(guò)沖擊試驗(yàn)，測(cè)定沖擊功（沖擊韌性值A(chǔ)kv,單位J或akv單位J/cm2）來(lái)表示。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼材的沖擊韌性Akv有常溫和負(fù)溫要求的規(guī)定。選用鋼材時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用情況和要求提出相應(yīng)溫度的沖擊韌性指標(biāo)要求。常溫（20℃）和低溫（0℃，-20℃，-40℃）試驗(yàn)。3.沖擊韌性用帶缺口（V型或U型）的標(biāo)準(zhǔn)試件（下圖）進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，試件破壞時(shí)截面單位面積吸收的能量，稱(chēng)沖擊韌性。沖擊韌性越好，表明鋼材越不易脆斷。沖擊韌性試件（a）（b）P4.可焊性（weldability）（1）可焊性：在一定的工藝和結(jié)構(gòu)條件下，鋼材經(jīng)過(guò)焊接后能夠獲得良好的焊接接頭的性能，分為施工上的可能性和使用性能上的可焊性。（2）評(píng)定可焊性好的標(biāo)志在一定的焊接工藝條件下，焊縫和近縫區(qū)均不產(chǎn)生裂紋。（施工上的可焊性）焊接接頭和焊縫的沖擊韌性及近縫區(qū)塑性不低于母