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鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)思考題答案(鋼材塑性破壞和脆性破壞的區(qū)別)

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鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)思考題答案(鋼材塑性破壞和脆性破壞的區(qū)別)

鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)思考題答案

一、鋼材性能相關(guān)

  • 鋼材性能要求
    • 較高的強(qiáng)度,較好的變形能力,良好的工藝性能。
  • 鋼材塑性破壞和脆性破壞的區(qū)別
    • 塑性破壞是由于變形過大,超過了材料或構(gòu)件可能的應(yīng)變能力而產(chǎn)生的,而且僅在構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)到了鋼材的抗拉輕度fu后才發(fā)生。破壞前構(gòu)件產(chǎn)生較大的塑性變形,斷裂后的端口呈纖維狀,色澤發(fā)暗。在塑性破壞前,構(gòu)件發(fā)生較大的塑性變形,且變形持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng),容易及時(shí)被發(fā)現(xiàn)而采取補(bǔ)救措施,不致引起嚴(yán)重后果。另外,塑性變形后出現(xiàn)內(nèi)力重分布,使結(jié)構(gòu)中原先受力不等的部分應(yīng)力趨于均勻,因而提高了結(jié)構(gòu)的承載能力。
    • 脆性破壞是在破壞前沒有任何預(yù)兆,無法及時(shí)察覺和采取補(bǔ)救措施,而且個(gè)別構(gòu)件的斷裂常會(huì)引起整體結(jié)構(gòu)塌毀,后果嚴(yán)重,損失較大。冶金和機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的缺陷,特別是缺口和裂紋,常是斷裂的發(fā)源地。
  • 鋼材的主要性能及衡量指標(biāo)
    • 屈服點(diǎn)fy,抗拉強(qiáng)度fy,伸長(zhǎng)率δ,冷彎性能,沖擊韌性。
  • 影響鋼材性能的主要因素
    • 化學(xué)成分的影響。
    • 冶煉、澆注、軋制過程及熱處理的影響。
    • 鋼材的硬化。
    • 溫度的影響。
    • 應(yīng)力集中的影響。
  • 化學(xué)元素對(duì)鋼材性能的影響
    • 碳直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性等。
    • 硫和磷降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度。
    • 氧使鋼熱脆,氮使鋼冷脆。
    • 釩和鈦是提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性又不顯著降低鋼的塑性。
    • 銅能提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性能,但對(duì)可焊性不利。
  • 冷作硬化和時(shí)效硬化
    • 鋼材受荷超過彈性范圍以后,若重復(fù)地卸載加載,將使鋼材彈性極限提高,塑性降低,這種現(xiàn)象稱為鋼材的應(yīng)變硬化或冷作硬化。
    • 軋制鋼材放置一段時(shí)間后,強(qiáng)度提高,塑性降低,稱為時(shí)效硬化。
  • 溫度對(duì)鋼材性能的影響
    • 溫度升高,鋼材強(qiáng)度降低,應(yīng)變?cè)龃?,反之溫度降低,鋼材?qiáng)度會(huì)略有增加,塑性和韌性卻會(huì)降低而變脆。
  • 鋼材的應(yīng)力集中及影響
    • 鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中有時(shí)存在孔洞、槽口、凹角、缺陷以及截面突然改變時(shí),構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻,而是在缺陷以及截面突然改變處附近,出現(xiàn)應(yīng)力線曲折、密集、產(chǎn)生高峰應(yīng)力,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中現(xiàn)象。
    • 應(yīng)力集中是引起脆性破壞的根源。
  • 鋼材的疲勞及影響因素
    • 根據(jù)試驗(yàn),鋼材在直接的、連續(xù)反復(fù)的動(dòng)力荷載作用下,鋼材的強(qiáng)度將會(huì)降低,即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗(yàn)的極限強(qiáng)度fu,這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞。
    • 應(yīng)力集中的程度。

二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)

  • 復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件及影響
    • 暫無詳細(xì)答案
  • 鋼結(jié)構(gòu)中選擇鋼材時(shí)的考慮因素
    • 結(jié)構(gòu)的重要性。
    • 荷載情況。
    • 連接方法。
    • 工作條件。
    • 鋼材厚度。
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