鋼結(jié)構(gòu)材料及性能-鋼材的力學(xué)性能

鋼材的力學(xué)性能-沖擊韌性一、韌性鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。用斷裂時(shí)吸收的總能量（彈性和非彈性能）來表示。韌性指標(biāo)用沖擊韌性值表示，沖擊韌性也叫沖擊功，用符號Wkv或Cv表示，單位為J。鋼材的力學(xué)性能-沖擊韌性二、沖擊韌性試驗(yàn)一般采用試件長55mm，截面10×10mm2，中間一小槽。在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，沖斷試件后，讀出擺錘消耗的功。鋼材的力學(xué)性能-沖擊韌性三、沖擊試驗(yàn)試件的缺口形式?jīng)_擊韌性與試件刻槽（缺口）有關(guān)，常用缺口形式為夏氏V型，夏氏鑰孔型和梅氏U型，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：沖擊試驗(yàn)缺口采用夏氏V型。鋼材的力學(xué)性能-沖擊韌性四、溫度影響沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。我國鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗(yàn)分為四檔，即+20℃,0℃，-20℃和-40℃時(shí)的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。鋼材的力學(xué)性能-沖擊韌性鋼材的力學(xué)性能-可焊性一、可焊性指焊縫及其附近金屬的焊接安全可靠，不發(fā)生或者少發(fā)生焊接裂縫，其塑性和力學(xué)性能都不低于母材。鋼材的力學(xué)性能-可焊性低碳鋼

當(dāng)含碳量控制在0.12%-0.20%，含錳量小于0.7%，含硅量0.4%，含硫量和含磷量小于0.045%時(shí)，具有較好的可焊性。低合金鋼（用碳當(dāng)量CE衡量）當(dāng)鋼材的碳當(dāng)量小于0.38%時(shí)其可焊性是好的，Q345鋼屬于這種情況。鋼材的力學(xué)性能-冷彎性能冷彎性能：鋼材在冷加工（常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時(shí)，對發(fā)生裂縫的抵抗能力。冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。鋼材的力學(xué)性能-冷彎性能鑒別指標(biāo)：通過冷彎沖頭加壓。當(dāng)試件彎曲至180°時(shí)，檢察試件彎曲部分的外面、里面和側(cè)面，如果沒有裂紋、斷裂或分層，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。鋼材的力學(xué)性能-冷彎性能鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度一、單向拉伸時(shí)的工作性能1.試驗(yàn)條件（1）試件的尺寸要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，表面光滑，沒有孔洞、刻槽等缺陷。試件的標(biāo)定長度取其直徑的5或10倍。（2）荷載要分級逐次增加，直到試件破壞。（3）試驗(yàn)溫度要控制在室溫20℃左右。鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度d

標(biāo)準(zhǔn)試件一、單向拉伸時(shí)的工作性能2.鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（1）有屈服點(diǎn)鋼材可以分為四個(gè)階段：①彈性階段(OB段)

鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度OBCDAE一、單向拉伸時(shí)的工作性能2.鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（1）有屈服點(diǎn)鋼材可以分為四個(gè)階段：②屈服階段（BCD)鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度OBCDAE一、單向拉伸時(shí)的工作性能2.鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（1）有屈服點(diǎn)鋼材可以分為四個(gè)階段：③強(qiáng)化階段(DE段)鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度OBCDAE一、單向拉伸時(shí)的工作性能2.鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（1）有屈服點(diǎn)鋼材可以分為四個(gè)階段：④頸縮階段(EF段)鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度OBCDAE一、單向拉伸時(shí)的工作性能2.鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（2）對無明顯屈服點(diǎn)的鋼材設(shè)計(jì)時(shí)以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2％所對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)——“條件屈服點(diǎn)”或“名義屈服點(diǎn)”鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度fy=f0.20.2%fuεp

無屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線二、單向拉伸時(shí)鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)1.屈服點(diǎn)fy：應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力（取屈服階段波動(dòng)部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。2.抗拉強(qiáng)度fu：應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力。鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度三、應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化鋼材是符合理想中的彈性-塑性材料鋼材的力學(xué)性能——強(qiáng)度ε2.5%

fy

ε0

0.15%ε

簡化的應(yīng)力－應(yīng)變曲線鋼材的力學(xué)性能——塑性一、鋼材的塑性當(dāng)應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，鋼材能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性好壞可用斷面收縮率ψ和伸長率δ表示，通過靜力拉伸試驗(yàn)得到。鋼材的力學(xué)性能——塑性二、伸長率δ試件斷裂前的永久變形與原標(biāo)定長度的百分比。鋼材的力學(xué)性能——塑性

l0—原標(biāo)距長

l1—拉斷后標(biāo)距長度

d0—試件直徑 試件有兩種標(biāo)距：l0/d0=5和l0/d0=10相應(yīng)的伸長率用δ5和δ10表示。實(shí)際工程中以伸長率

代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。三、斷面收縮率鋼材的力學(xué)性能——塑性是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。

A0A1式中：

A0

——試件原來的斷面面