機械結(jié)構(gòu)金屬裝備設(shè)計第二章

機械結(jié)構(gòu)金屬裝備設(shè)計課件第二章第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一一概述二鋼材的力學(xué)特性及影響因素第二章材料本章教學(xué)內(nèi)容三材料的類別和特征及選擇第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一本節(jié)教學(xué)要求：本節(jié)教學(xué)要求第二章材料了解機械裝備金屬結(jié)構(gòu)使用鋼材的力學(xué)特性及影響因素，材料的類別和特征以及相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。理解普通結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼的特點及適用場合，環(huán)境溫度、工作級別對材料的影響度，設(shè)計組合截面時配置材料的原則。

掌握材料的選用原則、依據(jù)和規(guī)定材料的標(biāo)準(zhǔn)表示方法及考慮影響脆性破壞因素評價的鋼材質(zhì)量組別選擇方法。第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料

概

述

機械裝備金屬結(jié)構(gòu)通常承受變載荷和沖擊載荷，且工作環(huán)境一般較惡劣，因此要求金屬結(jié)構(gòu)材料具有強度高、塑性好、足夠的抗沖擊性能和良好的韌性。機械裝備金屬結(jié)構(gòu)主要為焊接結(jié)構(gòu)，故又要求具有良好的可焊性、時效性和防腐性。由于普通結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼）；機械性能良好、規(guī)格齊全、價格便宜并能滿足結(jié)構(gòu)要求，故得到廣泛應(yīng)用。第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素1、鋼材的力學(xué)性能（1）靜強度特性右圖所示為在單向靜拉力作用下鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

曲線。a、比例極限從坐標(biāo)原點0到P點呈線性關(guān)系，是鋼材工作的彈性階段。b、屈服點從P點到S點，隨著載荷的增加，曲線近似線性關(guān)系，有少量的塑性變形，鋼材處于彈塑性階段。C、抗拉強度在S點后的微段，應(yīng)力無明顯增加而出現(xiàn)較大的塑性變形，稱為屈服，其產(chǎn)生塑性變形的水平段稱為流幅或屈服平臺，這是鋼材的塑性階段。第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素（2）疲勞強度特性疲勞破壞——鋼材在連續(xù)變化載荷作用下，開始是其組織發(fā)生晶粒間的滑移使材料強度降低而喪失繼續(xù)抵抗外載荷的能力，繼而轉(zhuǎn)變?yōu)閭€別晶粒的撕裂而出現(xiàn)裂紋，在連續(xù)變化載荷繼續(xù)作用下，鋼材的裂紋擴展加速直至斷裂。疲勞強度——鋼材疲勞破壞之前所能承受的最大應(yīng)力，即在鋼材的標(biāo)準(zhǔn)試件上施加一定循環(huán)特性的等幅（交變r=-1或脈動r=0）應(yīng)力，由實驗得到經(jīng)過N次循環(huán)后不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力。遠小于抗拉強度。（屈服）第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素（2）疲勞強度特性破壞特點——鋼材疲勞破壞與塑性破壞不同，疲勞斷裂是疲勞損傷的積累，疲勞裂紋是在重復(fù)載荷長期作用下產(chǎn)生的，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋沿尖端逐漸擴展，直至剩余未斷裂截面不足以承擔(dān)外載荷而發(fā)生突然斷裂。因此疲勞破壞具有累積性和突發(fā)性的特點。影響因素——鋼材的疲勞強度與鋼材種類（標(biāo)號）、連接接頭型式，結(jié)構(gòu)特征，應(yīng)力變化幅度以及（應(yīng)力）作用（循環(huán)）次數(shù)，應(yīng)力集中等級系數(shù)等因素有關(guān)，其值由疲勞試驗獲得。第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素

應(yīng)力循環(huán)次數(shù)—疲勞壽命N 連續(xù)重復(fù)荷載作用下應(yīng)力由最大到最小的循環(huán)次數(shù)疲勞極限應(yīng)力循環(huán)無限次，不發(fā)生疲勞破壞依據(jù)國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建議，規(guī)定=5×106次為疲勞極限對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》：N>=5×104次，應(yīng)進行疲勞計算

第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素（3）塑性特性鋼材被拉斷時塑性變形的大小，反映了鋼材塑性的優(yōu)劣。鋼材的塑性常用拉伸試驗的伸長率δ和截面收縮率Ψ來衡量。若試件原標(biāo)距為L，原截面面積為A，拉斷時總伸長量為ΔL，截面面積收縮量為ΔA，則鋼材的伸長率和截面收縮率分別為：，

通常Ψ比δ能更好地表達鋼材的塑性性質(zhì)。第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素由于鋼材的伸長率容易測量，通常以計算長度（標(biāo)距）為5d或10d（為試件直徑）的試件進行拉伸試驗，并用或表示鋼材的塑性。Ψ或δ值越大，鋼材塑性越好，對局部應(yīng)力集中的敏感性越小。由于塑性變形能使局部應(yīng)力趨于均勻，所以使結(jié)構(gòu)突然斷裂的危險性變小。第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素（4）韌性特性鋼材的韌性是表征材料破壞前吸收機械能（沖擊吸收功）的能力。目前，對普通結(jié)構(gòu)鋼常用沖擊試驗來確定鋼材韌性的大小。鋼材的沖擊試驗應(yīng)按GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》的規(guī)定進行。根據(jù)斷裂力學(xué)分析鋼材裂紋擴展的基礎(chǔ)，通過實驗數(shù)據(jù)，建立了斷裂應(yīng)力和裂紋深度α和鋼材韌性之間的關(guān)系為：常數(shù)K的大小，標(biāo)志著材料抵抗脆性破壞能力的高低。常用應(yīng)力強度因子K1來度量。

當(dāng)K1增大到臨界值K1c時，裂紋就迅速擴展，使構(gòu)件產(chǎn)生斷裂破壞，此時K1c值被稱為材料的斷裂韌性，是材料的一種機械性能，其單位為N/mm3/2。低溫下K1c值急劇降低，鋼材容易脆斷。第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素

機械裝備結(jié)構(gòu)的主要材料是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，常溫下這些材料的斷裂破壞往往由疲勞引起，在低溫下材料更容易發(fā)生裂紋斷裂（脆斷），因此需要掌握材料在低溫下的斷裂韌性才能更合理地使用材料。第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素2、鋼材的加工性能鋼材的加工性能是指焊接性能和冷彎性能。（1）可焊性——鋼材在焊縫冷卻后，連接具有完整性（無裂縫）和堅固性，即在各種靜、動載荷長期作用和低溫下，連接具有足夠的強度和完整性的能力。常以連接的抗裂性和力學(xué)性能來檢驗鋼材可焊性的好壞。主要影響因素是焊接工藝和鋼材的含碳量。第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素（2）冷彎性能——鋼材的冷彎性能表示其在常溫下作180°冷彎變形試驗而不出現(xiàn)裂縫的性能。按照鋼材牌號和厚度（直徑）規(guī)定出彎心直徑與試件厚度的不同比值，此比值越小，表明鋼材的冷彎性能越好，塑性越大。第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素3、鋼材的耐久性能鋼材的耐久性主要以鋼材的時效、防銹性來表征。時效自然時效加工時效由于時效提高了材料的強度，但同時使材料變硬，增大脆性，這對受動載荷的結(jié)構(gòu)是十分不利，所以在金屬結(jié)構(gòu)中不考慮材料因時效硬化產(chǎn)生的高強度性能。鋼材時效的敏感程度與加載性質(zhì)、時效溫度、所含雜質(zhì)、鋼材晶粒度等有關(guān)。對于承受動載荷的結(jié)構(gòu)，使用時效的鋼材容易發(fā)生脆性破壞，所以設(shè)計時應(yīng)有足夠的安全度。鋼材的銹蝕與鋼材的類別和環(huán)境有關(guān)，選用耐腐蝕的鋼材，可延長結(jié)構(gòu)的使用期限。第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素影響因素第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素化學(xué)成分碳素結(jié)構(gòu)鋼中除鐵、碳以外，還有錳、硅、硫、磷等元素和氧、氮等氣體。低合金結(jié)構(gòu)鋼中還含有銅、鋁、鈦等少量元素。它們的質(zhì)量分數(shù)影響著鋼材的性能。

增加碳的質(zhì)量分數(shù)可提高鋼的強度，但卻降低了塑性和可焊性，因此在焊接結(jié)構(gòu)鋼材中，碳的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)在0.2％以下。

適量的錳和硅，可提高鋼的強度，硅的作用更大，但質(zhì)量分數(shù)增大時會降低鋼的塑性、可焊性和抗銹蝕性，故應(yīng)對錳、硅的質(zhì)量分數(shù)加以限制。

硫、磷是鋼的有害成分，硫和鐵的化合物硫化鐵熔點較低，它在高溫下易變脆。磷在低溫下使鋼變得更脆，因此應(yīng)嚴(yán)格限制硫、磷的質(zhì)量分數(shù)。

第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素應(yīng)力狀態(tài)不同應(yīng)力狀態(tài)對鋼材性能有明顯的影響。

在同號平面應(yīng)力狀態(tài)下，鋼材的彈性工作范圍及屈服點均有所提高，塑性變形大為降低。

在異號平面應(yīng)力狀態(tài)下，情況則完全相反。鋼材的彈性工作范圍和屈服點都有所下，降塑性變形卻大為增加，容易使結(jié)構(gòu)喪失承載能力。對同號的三向應(yīng)力狀態(tài)和異號的三向應(yīng)力狀態(tài)，與平面應(yīng)力狀態(tài)的相仿。如鋼材在三向相等的拉應(yīng)力作用下會發(fā)生脆性破壞。在三向相等的壓應(yīng)力作用下，幾乎很難發(fā)生破壞。二向、三向應(yīng)力狀態(tài)？第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一

第四強度理論當(dāng)時為彈性狀態(tài)；當(dāng)時為塑性狀態(tài)第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一三向均為拉應(yīng)力時，直到破壞也沒有明顯塑性變形，屬脆性破壞三向均為壓應(yīng)力且數(shù)值相近時，材料既不進入塑性，也不斷裂當(dāng)有異號應(yīng)力，且同號應(yīng)力相差較大時，較易進入塑性狀態(tài)鋼材的抗剪強度設(shè)計值取為0.58f

第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素溫度變化直接影響著鋼材的性能，溫度升高，強度下降，溫度在200℃以內(nèi)時，鋼材強度基本不變。超過300℃，鋼材的屈服點和強度極限明顯下降，會發(fā)生蠕滑現(xiàn)象，超過600℃時，鋼材強度幾乎等于零。當(dāng)溫度下降時，鋼材的強度顯著提高，而塑性、韌性下降，

加載速度的提高（如撞擊），能降低鋼材的塑性和斷裂韌性，增大脆性，其作用相當(dāng)于溫度的降低。當(dāng)加載速度增大到—定值時，鋼材呈現(xiàn)脆性，這時的加載速度稱為臨界加載速度。第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素焊接過程中，焊縫和主體金屬都經(jīng)過了高溫和冷卻的變化，靠近焊縫的主體金屬結(jié)晶組織和力學(xué)性能都起了變化。

焊接金屬凝固時，晶粒之間會產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力和收縮，容易引起裂縫和殘余應(yīng)力。第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第一節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素4、影響鋼材性能的主要因素結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力分布通常都是不均勻的，三向應(yīng)力可能由三向載荷所引起，但更多情況是由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)、截面形狀突變形成的缺口效應(yīng)所產(chǎn)生，在孔洞、凹角、裂縫、厚度改變和不平處主應(yīng)力線將發(fā)生轉(zhuǎn)折繞行，應(yīng)力作用線比較密集和彎曲，出現(xiàn)局部高峰應(yīng)力，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。鋼材經(jīng)冷加工、冷彎和剪切會使鋼材產(chǎn)生局部塑性變形，產(chǎn)生硬化或冷化現(xiàn)象，使材料強度提高，塑性、韌性降低，加速時效，材質(zhì)變硬脆。

第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇鋼材名稱鋼材牌號表示方法說明碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195Q215BQ235AQ275舉例Q235A.FQ——代表“屈服點”的漢語拼音第一個字母235——屈服點的數(shù)值A(chǔ)——質(zhì)量等級代號（A、B、C、D共4級）F——脫氧方法符號（F、b、Z、TZ），Z、TZ可不標(biāo)合金鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345EQ390BQ420AQ460BQ500CQ550DQ620BQ690C原牌號16Mn15MnTi舉例Q345EQ——代表“屈服點”的漢語拼音首第一個字母345——屈服點的數(shù)值E——質(zhì)量等級代號（A、B、C、D、E共5級）舉例16Mn16——萬分之平均含碳量，即0.16%的平均含碳量Mn——化學(xué)元素代號，錳的代號合金結(jié)構(gòu)鋼30CrMnSi38CrMoAlA舉例38CrMoAlA38——萬分之平均含碳量，即0.38%的平均含碳量CrMoAl——化學(xué)元素代號，鉻、鉬、鋁的代號A——磷、硫含量較低的高級優(yōu)質(zhì)鋼鑄鋼鑄造碳鋼ZG230450ZG310570舉例ZG230450ZG——鑄鋼230——屈服點的數(shù)值450——抗拉強度合金鑄鋼ZG40Mn2ZG35CrMo舉例ZG40Mn2ZG——鑄鋼40——含碳量0.35%~0.45%Mn2——合金猛含量1.6%~1.8%第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼是一種低碳結(jié)構(gòu)鋼。按照鋼材屈服點的數(shù)值，碳素結(jié)構(gòu)鋼劃分成Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等牌號，屈服點愈高，鋼材愈硬。機械裝備金屬結(jié)構(gòu)的主要承載結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，宜采用力學(xué)性能不低于GB/T700中的Q235鋼和GB/T699中的20鋼材。

碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼的物理性能：彈性模量E=2.06×105MPa，剪切模量G=7.94×104MPa，泊松比0.3，線膨脹系數(shù)=1.2×10-5℃-1，質(zhì)量密度=7850kg/m3=7.85g/cm3。

第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇2．低合金結(jié)構(gòu)鋼

低合金結(jié)構(gòu)鋼既是低碳鋼又是高強度鋼，是在冶煉過程中添加微量的錳、釩、鈮、鈦、鉻、鎳、銅、鋁、硅、硼等稀土元素使鋼的強度明顯提高。碳的質(zhì)量分數(shù)不超過0.2％，一般都是鎮(zhèn)靜鋼，力學(xué)性能和化學(xué)成分均需保證。低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號為Q345、Q390、Q420、Q460等，其質(zhì)量等級為5級。

在相同載荷與結(jié)構(gòu)等邊界條件下，所設(shè)計的低合金高強度鋼結(jié)構(gòu)件截面要比碳素結(jié)構(gòu)鋼的截面小，而其穩(wěn)定性和剛性均較差（臨界應(yīng)力小而變形大），而鋼材的彈性模量是相同的，因此只有由強度決定結(jié)構(gòu)件截面時，使用低合金高強度鋼才是合理的。第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇3．鑄鋼金屬結(jié)構(gòu)的支承部件（支座）常采用鑄鋼制作，常用的鑄鋼牌號有ZG200-400，ZG230-450，ZG270-500等。起重運輸機齒輪、聯(lián)軸器、齒輪、車輪、閥輪、叉頭。4．連接材料（1）焊條、焊絲、焊劑材料

E4301，E5001等系列焊接重要的低碳結(jié)構(gòu)鋼。第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)鋼材的力學(xué)特性及影響因素還有鋁合金、各種軋制鋼板和型鋼。如：工字鋼、槽鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼、L型鋼、H型鋼、T型鋼、鋼管、方鋼和鋼軌等。鋼板在設(shè)計圖中用“一厚×寬×長”表示。承載結(jié)構(gòu)所用的鋼板厚度不應(yīng)小于6mm。角鋼分為等邊角鋼和不等邊角鋼兩種，應(yīng)符合GB/T706-2008的規(guī)定。其型號以邊寬的厘米數(shù)表示。在設(shè)計中，角鋼用符號“”表示，如邊寬50mm、厚度5mm、長度2000mm的等邊角鋼，可表示為50×50×5×2000。焊接結(jié)構(gòu)選用的角鋼不應(yīng)小于45×45×5。

工字鋼應(yīng)符合型號是以截面高度的厘米數(shù)表示。在設(shè)計中，用“Ⅰ”表示工字鋼，如20a工字鋼，腿（翼緣）寬100mm，腰厚7mm，長度5000mm，可表示為：Ⅰ20a—5000或Ⅰ200×100×7×5000。

第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇T型鋼為梁的翼緣部分多用于冶金起重機偏軌箱形梁軌道下方與主腹板的拼接中。鋼管分為結(jié)構(gòu)用無縫鋼管、直縫焊接鋼管和低壓流體輸送用焊接鋼管等三種。結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要使用無縫鋼管。設(shè)計中鋼管用“鋼管”表示，如外徑60mm、壁厚10mm、長度為10000mm的無縫鋼管，可表示為：無縫管60×10×10000。大型方鋼管和矩形管是截面合理的型鋼，在建筑、橋梁、機械結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇鋼軌有方鋼、起重機鋼軌和鐵路用熱軋鋼軌三種。鋼軌主要用于起重機中，其它機械少用。方鋼常用作小車軌道，視起重小車輪壓而定，—般邊寬在60mm左右。中等起重量的起重機軌道可采用鐵路用熱軋鋼軌。大起重量的起重機軌道和起重小車軌道均可采用方鋼或起重機鋼軌。鋪設(shè)在地面上的軌道，通常采用鐵路用熱軋鋼軌，車輪壓力很大時，可采用起重機鋼軌。

第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇6．鋁合金

鋁合金是一種輕金屬，它主要由鋁、鎂、銅、錳、鋅、硅等元素?zé)挸傻?。在國外已有很多起重機金屬結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)用鋁合金制造。鋁合金的機械性能很好，與Q235號鋼相比，有如下優(yōu)點：

1）鋁合金比重小（密度為2.64~2.8g/cm3），鋁合金的結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)自重減輕40~60%。

2）鋁合金強度與鋼材（Q235）相近。但用于焊接結(jié)構(gòu)的鋁合金強度則低一些。

3）鋁合金在低溫下沖擊韌性并不降低。

4）鋁合金抗腐蝕性強，僅與其它金屬接觸處易腐蝕，不接觸處則不易腐蝕。第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料第二節(jié)材料的類別和特征及選擇二、材料的選擇金屬結(jié)構(gòu)材料的選擇既關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性，也關(guān)系到合理地利用材料的經(jīng)濟性，因此，選取材料時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的重要性、載荷特征、工作級別、應(yīng)力狀態(tài)、連接方式、工作環(huán)境溫度及鋼材厚度等因素。（1）結(jié)構(gòu)重要性（2）載荷特征（3）工作級別（4）工作環(huán)境（5）鋼材性能與厚度（6）連接方式

第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料材料選取的原則：a、對于焊接和非焊接結(jié)構(gòu)不應(yīng)選用沸騰剛的情況b、對于厚度大于50mm的鋼板，用作焊接承載構(gòu)件時應(yīng)慎重。c、鋼材的技術(shù)指標(biāo)體現(xiàn)在鋼材出廠證明書中所提供的技術(shù)保證。d、在設(shè)計高強度鋼材的結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)特別注意選擇合理的焊接工藝并進行相應(yīng)的焊接試驗。e、室外工作起重機的結(jié)構(gòu)工作壞境情況。f、正確評價導(dǎo)致構(gòu)件鋼材脆性破壞的以下各因素的影響。第二節(jié)材料的類別和特征及選擇第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料三、考慮影響脆性破壞因素評價的鋼材質(zhì)量組別選擇方法（1）對影響脆性破壞因素的評價a、縱向殘余拉伸應(yīng)力與自重載荷引起的縱向拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用的影響。b、構(gòu)件材料厚度的影響。c、工作壞境溫度的影響。（2）用綜合評價法對所要求的鋼材質(zhì)量組別確定第二節(jié)材料的類別和特征及選擇第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料三、考慮影響脆性破壞因素評價的鋼材質(zhì)量組別選擇方法1、對影響脆性破壞因素的評價a、縱向殘余拉伸應(yīng)力與自重載荷引起的縱向拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用的影響。Ⅰ類焊縫：無焊縫或只有橫向焊縫，脆性破壞的危險性小。

第二節(jié)材料的類別和特征及選擇第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期一第二章材料Ⅱ類焊縫：只有縱向焊縫的結(jié)構(gòu)，脆性破壞的危險性增加。評價系數(shù)按下式計算：=

第二節(jié)材料的類別和特征及選擇三、考慮影響脆性破壞因素評價的鋼材質(zhì)量組別選擇方法1、對影響脆性破壞因素的評價a、縱向殘余拉伸應(yīng)力與自重載荷引起的縱向拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用的影響。第四十七頁，共五十四頁，編輯于202