鋼結構的材料ppt課件

1、大綱要求大綱要求: : 1. 1.了解鋼構造的兩種破壞方式；了解鋼構造的兩種破壞方式； 2. 2.掌握構造用鋼材的主要性能及其機械性能目掌握構造用鋼材的主要性能及其機械性能目的；的；3.3.了解響鋼材性能的主要要素特別是導致鋼材了解響鋼材性能的主要要素特別是導致鋼材變脆的主要要素；變脆的主要要素；4. 4.掌握構造用鋼材的種類、牌號、規(guī)格；掌握構造用鋼材的種類、牌號、規(guī)格；5.了解鋼材選擇的根據(jù)，做到正確選擇鋼材；了解鋼材選擇的根據(jù)，做到正確選擇鋼材；6. 6.了解鋼材疲勞的概念和疲勞計算方法。了解鋼材疲勞的概念和疲勞計算方法。1.1.較高的抗拉強度較高的抗拉強度fufu和屈服點和屈服點fyf

2、y；2.2.較好的塑性、韌性；較好的塑性、韌性；3.3.良好的工藝性能冷、熱加工，可焊性；良好的工藝性能冷、熱加工，可焊性；4.4.對環(huán)境的良好順應性。對環(huán)境的良好順應性。2.1 2.1 鋼構造對資料的要求鋼構造對資料的要求一、塑性破壞一、塑性破壞 破壞前有明顯的塑性變形，破壞過程長，破壞前有明顯的塑性變形，破壞過程長，斷口發(fā)暗，可以采取補救措施。斷口發(fā)暗，可以采取補救措施。 二、脆性破壞二、脆性破壞 壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時的變形壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時的變形遠比資料應有的變形才干小，破壞忽然，斷口遠比資料應有的變形才干小，破壞忽然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無時機補救。平直、

3、發(fā)亮呈晶粒狀，無時機補救。2.2 鋼材的破壞方式鋼材的破壞方式一、受拉、受壓、受彎及受剪時的性能一、受拉、受壓、受彎及受剪時的性能一一次拉伸時的性能一一次拉伸時的性能 1.條件：規(guī)范試件條件：規(guī)范試件GB22863，常溫，常溫20 下緩慢加載，一次完成。含碳量為下緩慢加載，一次完成。含碳量為0.1%0.3%。 規(guī)范試件：規(guī)范試件：lo/d=5、10；lo-標距；標距； d -直徑直徑2.3 2.3 鋼材的主要性能鋼材的主要性能L od d2.2.階段劃分階段劃分A.A.有屈服點鋼材有屈服點鋼材-曲線可以分為五個階段：曲線可以分為五個階段： (1) (1)彈性階段彈性階段(OB(OB段段) )O

4、AOA段資料處于純彈性，段資料處于純彈性，即即: :EABAB段有一定的段有一定的塑性變形塑性變形, , 但但整個整個OBOB段卸載段卸載時，時，=0=0；E=206E=206103N/mm2103N/mm2uOAEBCDAEy2 2彈塑性階段彈塑性階段BC)BC) 該段很短該段很短, ,表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質表現(xiàn)出鋼材的非彈性性質; ; B B屈服上限屈服上限; C; C屈服下限屈服下限( (屈服點屈服點) )3 3塑性階段塑性階段CD)CD) 該段該段根本根本 堅持不變水堅持不變水 平平), ), 急劇急劇 增大增大, ,稱為屈稱為屈 服臺階或流服臺階或流 幅段幅段, ,變形模變形模 量量

5、 E = 0 E = 0uOAEBCDAEy4 4強化階段強化階段(DE(DE段段) )極限抗拉強度極限抗拉強度fufu5 5頸縮階段頸縮階段(EF(EF段段) )隨荷載的添加隨荷載的添加緩慢增大緩慢增大, ,但但添加較快添加較快uOAEBCDAEyB.B.對無明顯屈服點的鋼材對無明顯屈服點的鋼材 該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變該種鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變 形小，破壞忽然。形小，破壞忽然。 設計時取相當于設計時取相當于 剩余變形為剩余變形為0.2%0.2% 時所對應的應力時所對應的應力 作為屈服點作為屈服點條條 件屈服點件屈服點fy=f0.20.2%fup3.3.應力應變

6、曲線的簡化應力應變曲線的簡化1)fy1)fy與與fbfb相差很??；相差很?。?)2)超越超越 fy fy到屈服臺階到屈服臺階終止的變形約為終止的變形約為2.5%-2.5%-3%-3%，足以滿足思索構，足以滿足思索構造的塑性變形開展的造的塑性變形開展的要求。要求。 1 1鋼材可以簡化為理想彈塑性體鋼材可以簡化為理想彈塑性體2.5%-3%fy 00.15% 2鋼材在靜載作用下： 強度計算以fy為根據(jù);fu為構造的平安貯藏。3 3斷裂時變形約為彈性變形的斷裂時變形約為彈性變形的200200倍，在破壞前倍，在破壞前 產(chǎn)生明顯可見的塑性產(chǎn)生明顯可見的塑性 變形，變形， 可及時補救，可及時補救， 故幾乎不

7、能夠發(fā)生。故幾乎不能夠發(fā)生。O0.15%22%fufyfu-fu-fyfy4.4.單向拉伸時鋼材的機械性能目的單向拉伸時鋼材的機械性能目的 1 1屈服點屈服點fy-fy-應力應變曲線開場產(chǎn)生塑性流動時應力應變曲線開場產(chǎn)生塑性流動時對應的應力，它是衡量鋼材的承載才干和確定鋼材對應的應力，它是衡量鋼材的承載才干和確定鋼材強度設計值的重要目的。強度設計值的重要目的。2 2抗拉強度抗拉強度fu-fu-應力應變曲線最高點對應的應力應變曲線最高點對應的應力，它是鋼材最大的抗拉強度。應力，它是鋼材最大的抗拉強度。LodNNNLdN3 3伸長率伸長率)12(%10000 lll )22(%100010 AAA

8、 4 4斷面收縮率斷面收縮率它是衡量鋼材塑性應變才干的重要目的。它是衡量鋼材塑性應變才干的重要目的。當當l0/d=5l0/d=5時，用時，用55表示，當表示，當l0/d=10l0/d=10時，用時，用1010表示。表示。A0A1同單向拉伸時的性能，屈服點也相差不多。同單向拉伸時的性能，屈服點也相差不多。二受壓時的性能 采用短試件采用短試件l0/d=3, l0/d=3, 屈服點同單向拉伸時的屈服點。屈服點同單向拉伸時的屈服點。三受彎時的性能四受剪時的性能231079)32(3mmNGffyvy 抗剪強度可由折算應力計算公式得到：抗剪強度可由折算應力計算公式得到：二、冷彎性能二、冷彎性能 衡量鋼材

9、塑衡量鋼材塑性性能和質性性能和質量優(yōu)劣的綜量優(yōu)劣的綜合目的。合目的。add+2.1a三、沖擊韌性三、沖擊韌性 衡量鋼材在動力沖擊荷載、復衡量鋼材在動力沖擊荷載、復雜應力作用下抗脆性破壞才干的目的，雜應力作用下抗脆性破壞才干的目的，用斷裂時吸收的總能量彈性和非彈性用斷裂時吸收的總能量彈性和非彈性能來表示。能來表示。(a)(a)梅氏梅氏U U型缺口型缺口 (b) (b)夏比夏比V V型缺口型缺口 由試件斷裂吸收的能量由試件斷裂吸收的能量CvCv來衡鋼材的沖擊韌性，來衡鋼材的沖擊韌性， 單位：單位：J J。CvCv受溫度的影響受溫度的影響沖擊韌性實驗安裝沖擊韌性實驗安裝鋼材的機械性能目的鋼材的機械性

10、能目的1 1、屈服點、屈服點fyfy；2 2、伸長率、伸長率；3 3、抗拉強度、抗拉強度fufu；4 4、冷彎實驗；、冷彎實驗；5 5、沖擊韌性、沖擊韌性CvCv ( (包括常溫沖擊韌性、包括常溫沖擊韌性、 0 0度時沖擊韌性度時沖擊韌性 負溫沖擊韌性。負溫沖擊韌性。小小 結結 一、化學成分一、化學成分 普通碳素鋼中普通碳素鋼中Fe占占99%，其他雜質元素占，其他雜質元素占1%； 普通低合金鋼中合金元素普通低合金鋼中合金元素5%。 1. 碳碳C：鋼材強度的主要來源，隨其含量添加，強：鋼材強度的主要來源，隨其含量添加，強度添加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蝕性降低。度添加，塑性降低，可焊性降低，抗

11、腐蝕性降低。 普普通控制在通控制在0.22%以下，以下， 在在0.2以下時，可焊性良好。以下時，可焊性良好。 2.4 2.4 各種要素對鋼材性能的影響各種要素對鋼材性能的影響 2.硫S：有害元素，熱脆性。不得超越0.05%。 3.磷P：有害元素，冷脆性。抗腐蝕才干略有提高，可焊性降低。不得超越0.045%。 4.錳Mn：合金元素。弱脫氧劑。與S構成MnS，熔點1600，可以消除一部分S的有害作用。 5.硅Si：合金元素。強脫氧劑。 6.釩V：合金元素。細化晶粒，提高強度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接構造。7.7.氧氧O O：有害雜質，與：有害雜質，與S S類似。類似。8.8.氮

12、氮N N：有害雜質，與：有害雜質，與P P類似。類似。9.9.銅銅CuCu：提高抗銹蝕性，提高強度，對可焊性有：提高抗銹蝕性，提高強度，對可焊性有影響。影響。二冶金缺陷二冶金缺陷常見的冶金缺陷有：常見的冶金缺陷有：偏析：化學成分分布的不均勻程度；偏析：化學成分分布的不均勻程度；非金屬夾雜；非金屬夾雜；氣孔；氣孔；裂紋等。裂紋等。三、鋼材的硬化三、鋼材的硬化 冷作硬化冷作硬化當荷載超越資料比例極限卸載后，出現(xiàn)當荷載超越資料比例極限卸載后，出現(xiàn)剩余變形，再次加載那么比例極限或屈服點提高剩余變形，再次加載那么比例極限或屈服點提高的景象，也稱的景象，也稱“應變硬化。應變硬化。 時效硬化時效硬化隨時間的

13、增長，碳和氮的化合物從晶體隨時間的增長，碳和氮的化合物從晶體中析出，使資料硬化的景象。中析出，使資料硬化的景象。 四、溫度影響四、溫度影響 1 1正溫范圍正溫范圍 200200以內對以內對鋼材性能無大鋼材性能無大影響，該范圍影響，該范圍內隨溫度升高內隨溫度升高總的趨勢是強總的趨勢是強度、彈性模量度、彈性模量降低，塑性增降低，塑性增大。大。8006004002000N/mm2Efufy200400600溫度對鋼材機械性能的影響溫度對鋼材機械性能的影響20406080%220210200190180170160Ex103Ex103T(0C) 250 250左右抗拉強度略有提高，塑性降低，左右抗拉強

14、度略有提高，塑性降低，脆性添加脆性添加蘭脆景象，該溫度區(qū)段稱為蘭脆景象，該溫度區(qū)段稱為“蘭脆蘭脆區(qū)。區(qū)。 260 260320320產(chǎn)生徐變景象。產(chǎn)生徐變景象。 600 600左右彈性模量趨于零左右彈性模量趨于零 ，承載才干幾，承載才干幾乎完全喪失。乎完全喪失。 當溫度低于常當溫度低于常溫時，鋼材的脆性溫時，鋼材的脆性傾向隨溫度降低而傾向隨溫度降低而添加，資料強度略添加，資料強度略有提高，但其塑性有提高，但其塑性和韌性降低，該景和韌性降低，該景象稱為低溫冷脆。象稱為低溫冷脆。2 2負溫范圍負溫范圍脆性破壞脆性破壞轉變過渡區(qū)段轉變過渡區(qū)段塑性破壞塑性破壞反彎點反彎點實驗溫度實驗溫度T0CT0C沖

15、擊斷裂功沖擊斷裂功CvCvT1T2T0沖擊韌性與溫度的關系曲線沖擊韌性與溫度的關系曲線五、應力集中五、應力集中1.1.應力集中的概念應力集中的概念 構件外表不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時，構件外表不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時，應力不均勻，力線變曲折，缺陷處有頂峰應應力不均勻，力線變曲折，缺陷處有頂峰應力力應力集中。應力集中。2.2.應力集中的影響應力集中的影響3.3.減小應力集中景象的措施減小應力集中景象的措施 1:2.5 由于鋼材具有良好的塑性性能，當接受靜力荷載且在常溫下任務時，只需符合規(guī)范規(guī)定的設計要求，可以不思索應力集中的影響。六、反復荷載作用疲勞問題六、反復荷載作用疲勞問題七、

16、板厚、直徑的影響七、板厚、直徑的影響八、焊接剩余應力八、焊接剩余應力資料由彈性轉入塑性的強度目的用變形時單位體資料由彈性轉入塑性的強度目的用變形時單位體積中積聚的能量來表達；積中積聚的能量來表達；補充補充 復雜應力作用下鋼材的屈服條件復雜應力作用下鋼材的屈服條件假定：假定：當復雜應力形狀下變形能等于單軸受力時的變形當復雜應力形狀下變形能等于單軸受力時的變形能時，鋼材即由彈性轉入塑性。能時，鋼材即由彈性轉入塑性。oxzyyzyxxyxzzyzxZXY單元體受復雜應力單元體受復雜應力應力分量應力分量112233單元體受主應力單元體受主應力 )52()()()(21213232221 yredf )

17、 42 ()(3)(222222 yzxyzxyxzzyyxzyxredf 1.1.以應力分量表示以應力分量表示2.2.以主應力表示以主應力表示fyred 資料處于彈性形狀資料處于彈性形狀fyred 資料處于塑性形狀資料處于塑性形狀討論：討論：1 1三向受壓時三向受壓時( (靜水壓力靜水壓力) ) 不破壞不破壞; ;2 2三向受拉時三向受拉時 一定破壞一定破壞; ; 由于三向受拉限制了資料的塑性開展，資料要發(fā)由于三向受拉限制了資料的塑性開展，資料要發(fā) 生脆性破壞。生脆性破壞。 能量實際所得的公式只適用于塑性資料，因此形能量實際所得的公式只適用于塑性資料，因此形式上的不破壞與實踐的脆性破壞是不矛

18、盾的，式上的不破壞與實踐的脆性破壞是不矛盾的， 只是實只是實踐的脆性破壞不再符合能量實際的根本假定。踐的脆性破壞不再符合能量實際的根本假定。圖示簡支梁圖示簡支梁1-11-1截面腹板與翼緣交界截面腹板與翼緣交界A A點的應力點的應力1-1xyA對于薄板，厚度方向的應力很小，為平面受力形狀。對于薄板，厚度方向的應力很小，為平面受力形狀。) 62(3222 yxyyxyxredf PPMM11AXVY普通的梁，只存在正應力和剪應力，那么：普通的梁，只存在正應力和剪應力，那么：2-2xA)72(322 yxyxredf VM22AYXq 3-3APMVP33YXM3-3 3-3 截面僅有剪力，彎矩、部

19、分壓力均為零，故該截面僅有剪力，彎矩、部分壓力均為零，故該截面除剪應力外，正應力均為零，即為純剪形狀。截面除剪應力外，正應力均為零，即為純剪形狀。)82(58. 03 vyyyfff yredf 3一、概念一、概念1、循環(huán)荷載、循環(huán)荷載構造或構件接受的隨時間變化的荷載。構造或構件接受的隨時間變化的荷載。PP11A1-1A2.5 2.5 鋼材的疲勞鋼材的疲勞1 1應力循環(huán)應力循環(huán)2 2應力循環(huán)特征應力循環(huán)特征應力比應力比)92(maxmin )102(1 -構件截面應力隨時間的變化。構件截面應力隨時間的變化。3 3應力幅應力幅)112(minmax 在循環(huán)荷載作用下，應力從最大到最小反復一次為一

20、次在循環(huán)荷載作用下，應力從最大到最小反復一次為一次循環(huán)，最大應力與最小應力之差為應力幅循環(huán)，最大應力與最小應力之差為應力幅: :為常量為常量 常幅循環(huán)：常幅循環(huán)：為變量為變量 變幅循環(huán)：變幅循環(huán)： +-t t(b)(b)脈沖循環(huán)脈沖循環(huán)(a)(a)完全對稱循環(huán)完全對稱循環(huán)(c)(c)不完全對稱循環(huán)不完全對稱循環(huán)(d)(d)不完全對稱循環(huán)不完全對稱循環(huán)2.2.鋼材的疲勞鋼材的疲勞 在循環(huán)荷載延續(xù)反復荷載作用下，經(jīng)過有限次循環(huán)，鋼材發(fā)生破壞的景象往往應力低于設計值，稱之為疲勞。3.3.疲勞破壞的機理疲勞破壞的機理 疲勞破壞是積累損傷的結果。缺陷微觀裂紋宏觀裂紋。4.4.疲勞破壞的特征疲勞破壞的特征

21、屬于脆性破壞，截面平均應力小于屈服點。屬于脆性破壞，截面平均應力小于屈服點。5.5.影響鋼材疲勞的主要要素影響鋼材疲勞的主要要素1 1構件和銜接的分類構件和銜接的分類 切切割割，軋軋制制邊邊）殘殘余余應應力力（焊焊接接，火火焰焰應應力力集集中中構構造造缺缺陷陷材材料料內內部部缺缺陷陷缺缺陷陷 規(guī)范將構件和銜接的種類分為 8類，第1類為軋制的型鋼剩余應力小疲勞強度最高；第8類為角焊縫應力集中最嚴重疲勞強度最低。 詳見鋼構造設計規(guī)范“疲勞計算的構件和銜接分類附錄E。ffyy maxminmax焊縫附近主體金焊縫附近主體金屬的應力由：屬的應力由：實踐應力循環(huán)均構成在拉應力范圍實踐應力循環(huán)均構成在拉應

22、力范圍min yf2 2應力幅應力幅和應力循環(huán)特征應力比和應力循環(huán)特征應力比A. 對于焊接構造：對于焊接構造：fyfyfyfyfyfy 應力幅對焊接構造的疲勞強度有很大影響，而與名義最大應力max和應力比無關。B. 對于非焊接構造和軋制鋼材對于非焊接構造和軋制鋼材 在循環(huán)次數(shù)在循環(huán)次數(shù)N N一定的情況下，根據(jù)實驗資料可以繪出一定的情況下，根據(jù)實驗資料可以繪出N N次次循環(huán)的疲勞圖循環(huán)的疲勞圖(max(max和和minmin關系曲線關系曲線) )。 當當=0=0和和=-1=-1時的疲勞強度分別為時的疲勞強度分別為0 0 和和-1-1，銜接，銜接BCBC并延伸至并延伸至A A、D D。疲疲勞勞破破

23、壞壞。次次時時，將將發(fā)發(fā)生生環(huán)環(huán)達達到到則則這這組組應應力力循循或或上上方方，上上的的點點落落在在直直線線當當坐坐標標為為NABCD),(minmax 拉）拉）(max （壓壓）min 1 1 非焊接構造的疲勞圖非焊接構造的疲勞圖0 （拉）（拉）min fyDA),(11 B),(ooC 由上述推導可知，對于非焊接構造和軋制鋼材，疲勞強度與最大應力、應力比、循環(huán)次數(shù)和缺口效應構造類型的應力集中情況有關。)122(minmax ok ABCDABCD直線方程為：直線方程為：)132()1 (max ok maxmin11, ok式式中中：拉）拉）(max （壓壓）min fy1 1 DA非焊接構

24、造的疲勞圖非焊接構造的疲勞圖0 ),(11 B),(ooC （拉）（拉）min 3 3應力循環(huán)次數(shù)應力循環(huán)次數(shù)N N疲勞壽命疲勞壽命應力循環(huán)次數(shù)應力循環(huán)次數(shù)N5N5104104，不需求進展疲勞計算。，不需求進展疲勞計算。 應力幅越低，作用循環(huán)次數(shù)越多，應力幅越低，作用循環(huán)次數(shù)越多，疲勞壽命越高；疲勞壽命越高； 應力幅一樣，作用的循環(huán)次數(shù)越應力幅一樣，作用的循環(huán)次數(shù)越多，疲勞壽命越高。多，疲勞壽命越高。0 NX105 1N1 2N2 bfyfy123456 由實驗結果，以及上述分析可知鋼材的疲勞強度由實驗結果，以及上述分析可知鋼材的疲勞強度主要與構件和銜接分類內部缺陷、應力集中、剩余主要與構件和

25、銜接分類內部缺陷、應力集中、剩余應力、應力循環(huán)次數(shù)和應力幅有關。應力、應力循環(huán)次數(shù)和應力幅有關。 焊接部位的疲勞強度與鋼材的靜力強度焊接部位的疲勞強度與鋼材的靜力強度( (屈服點屈服點fy)fy)根本無關。根本無關。 對于只需壓應力的應力循環(huán)作用，由于鋼材內部缺陷不易開展，那么不會發(fā)生疲勞破壞，不用進展疲勞計算。二、疲勞強度計算二、疲勞強度計算一常幅疲勞一常幅疲勞 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以繪出構件或銜接的應力幅與相應的致?lián)p循環(huán)次數(shù)N的關系曲線，按實驗數(shù)據(jù)回歸的-N曲線為平均曲線(圖a)，取對數(shù)坐標(圖b)。1.1.允許應力幅允許應力幅 由于現(xiàn)階段對鋼材發(fā)生疲勞破壞尚處于進一步研討階段，按概率極限形狀計

26、算疲勞強度還不成熟，故采用允許應力幅的計算方法。-N-N曲線曲線(a)0N)142()lg(lg1 bN )152(10:11 CNb 即即式中：式中：-直線對縱坐標的斜率；直線對縱坐標的斜率； b1- b1-直線在橫軸坐標上的截距；直線在橫軸坐標上的截距； N- N-循環(huán)次數(shù)。循環(huán)次數(shù)。(b)0NlgN=5104N=5X106 lg.b1b1 思索實驗數(shù)據(jù)的離散性，取平均值減去思索實驗數(shù)據(jù)的離散性，取平均值減去2倍倍lgN的規(guī)范差的規(guī)范差 s 作為疲勞強度下限，當作為疲勞強度下限，當lg為正態(tài)分布時，保證率為為正態(tài)分布時，保證率為97.7%。下限值的直線方程為：。下限值的直線方程為：)lg(

27、2)lg(lg21 bsbN此時的此時的即為允許應力幅：即為允許應力幅：)172(1 NC式中：系數(shù)式中：系數(shù)、c-c-根據(jù)鋼構造根據(jù)鋼構造設計規(guī)范設計規(guī)范“疲勞計算的構件和銜疲勞計算的構件和銜接分類查表得到。接分類查表得到。2S2S 2S2S(b)0NlgN=5104N=5X106 lg.b1b1 )162(10:2 CNb 即即2.2.疲勞強度計算疲勞強度計算)182( 式中：式中：-計算部位的應力幅；計算部位的應力幅； 對于焊接部位對于焊接部位: =max-min: =max-min； 對于其他部位：對于其他部位：=max-0.7min(=max-0.7min(計算應力幅。計算應力幅。

28、max max、min-min-計算部位每次應力循環(huán)中的最大拉應計算部位每次應力循環(huán)中的最大拉應力和力和 最小拉應力或壓應力取負值。最小拉應力或壓應力取負值。闡明：闡明： 1 1計算時用荷載的規(guī)范值；計算時用荷載的規(guī)范值； 2 2由于來源于實驗，已思索動力效應，計算由于來源于實驗，已思索動力效應，計算 時不再思索動力系數(shù)；時不再思索動力系數(shù)；二變幅疲勞和吊車欠載效應系數(shù)二變幅疲勞和吊車欠載效應系數(shù)maxmin0t)192(6102 nf 欠載效應系數(shù)。重級任務制硬鉤吊車欠載效應系數(shù)。重級任務制硬鉤吊車1.01.0；重；重級任務制軟鉤吊車級任務制軟鉤吊車0.80.8；中級任務制吊車；中級任務制吊

29、車0.50.5。 f -循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù) N=2X106 N=2X106 的允許應力幅。的允許應力幅。6102 n 式中：式中：對于吊車梁，按下式計算其疲勞強度：對于吊車梁，按下式計算其疲勞強度： 1、不出現(xiàn)拉應力的部位可不計算疲勞。但對出現(xiàn)拉應力的部位，例如max=140N/mm2,min=-10N/mm2和max=10N/mm2,min=-140N/mm2 兩種應力循環(huán)的應力幅都是150N/mm2 ，疲勞強度一樣，顯然不合理。 2、螺栓受拉時螺紋處的應力集中很大，疲勞強度很低，常有疲勞破壞的實例，但規(guī)范沒有規(guī)定，應予補充。思索思索:一、鋼的種類一、鋼的種類 1、碳素構造鋼、碳素構造鋼GB/

30、T 700-88-低碳鋼牌號低碳鋼牌號 Q235-質量等級質量等級A、B、C、D 澆注方法澆注方法F、Z、Tz A-保證保證fu、fy、，P、S含量含量 B-保證保證fu,fy,冷彎，常溫時冷彎，常溫時Cv，P，S，C含量；含量； C-保證保證 fu,fy,冷彎冷彎,0oC時時Cv，P，S，C含量含量; D-保證保證fu,fy,冷彎冷彎,-20oC時時Cv，P，S，C含量含量;2.7 2.7 鋼材的種類和規(guī)格鋼材的種類和規(guī)格2.2.低合金鋼低合金鋼(GB/T 1591-94)(GB/T 1591-94)GB/T 1591-94GB/T 1591-94Q295Q390Q345Q420相應的鋼材種

31、類相應的鋼材種類GB/T 1591-94)09Mn、09Mnb、09Mn2、12Mn12MnV、14MnNb、16Mn、18Nb15MnV、15MnTi、16MnNb15MnVN、14MnTi 低合金鋼的質量等級分低合金鋼的質量等級分A A、B B、C C、D D、E E，其中，其中E E主要是要求主要是要求-400 C -400 C 的沖擊韌性。的沖擊韌性。二、鋼材的選擇二、鋼材的選擇一選擇鋼材的原那么一選擇鋼材的原那么1 1構造或構件的重要性；構造或構件的重要性；2 2荷載情況靜力荷載，動力荷載；荷載情況靜力荷載，動力荷載； 靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟性較好的靜力荷載作用下可選擇經(jīng)濟性較好的

32、Q235Q235鋼鋼材。材。 動力荷載作用下應選擇綜合性能較好鋼材。動力荷載作用下應選擇綜合性能較好鋼材。3 3銜接方法焊接銜接、螺栓銜接；銜接方法焊接銜接、螺栓銜接； 焊接構造對材質的要求嚴厲，應嚴厲控制焊接構造對材質的要求嚴厲，應嚴厲控制C C、S S、P P的極限含量；非焊接構造對的極限含量；非焊接構造對C C的無硬性規(guī)定。的無硬性規(guī)定。4 4構造所處的任務條件環(huán)境溫度，腐蝕等；構造所處的任務條件環(huán)境溫度，腐蝕等； 低溫下任務的構造應選擇低溫脆斷性能好的鎮(zhèn)定鋼低溫下任務的構造應選擇低溫脆斷性能好的鎮(zhèn)定鋼鋼材的厚度。鋼材的厚度。 厚度大的焊接構造應采用材質較好的鋼材。厚度大的焊接構造應采用

33、材質較好的鋼材。二鋼材選擇建議二鋼材選擇建議1 1、承重構造的鋼材宜采用、承重構造的鋼材宜采用Q235Q235鋼、鋼、Q345Q345鋼、鋼、Q390Q390鋼鋼和和Q420Q420鋼，其質量應分別符合國家規(guī)范鋼，其質量應分別符合國家規(guī)范 GB/T700GB/T700和和 GB/T1591GB/T1591的規(guī)定。的規(guī)定。當采用其他牌號的鋼材時，尚符合相應有關規(guī)范的當采用其他牌號的鋼材時，尚符合相應有關規(guī)范的規(guī)定和要求。規(guī)定和要求。 2 2、承重構造的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服、承重構造的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接構造尚具有含強度和硫、磷含量的合格保

34、證，對焊接構造尚具有含碳量的合格保證。碳量的合格保證。 3 3、對于需求驗算疲勞的焊接構造，應具有常溫沖擊、對于需求驗算疲勞的焊接構造，應具有常溫沖擊韌性的合格保證；當構造任務溫度等于或低于韌性的合格保證；當構造任務溫度等于或低于00但但高于高于2020時，時，Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應具有鋼應具有00沖擊韌性沖擊韌性合格的保證；合格的保證； 對于對于Q390Q390鋼和鋼和Q420Q420鋼應具有鋼應具有2020沖沖擊韌性的合格保證。擊韌性的合格保證。 當構造任務溫度等于或低于當構造任務溫度等于或低于2020時，對時，對Q235Q235鋼和鋼和Q345Q345鋼應具有鋼應具

35、有2020沖擊韌性的沖擊韌性的合格保證；合格保證； 對對Q390Q390和和Q420Q420鋼應具有鋼應具有4040沖擊韌性沖擊韌性的合格保證。的合格保證。 4、對于需求驗算疲勞的非焊接構造的鋼材亦應具有常溫沖擊韌性的合格保證，當構造任務溫度等于或低于20時，對Q235鋼和Q345鋼應具有0沖擊韌性合格的保證；對Q390鋼和Q420鋼應具有20沖擊韌性的合格保證。5 5、重要的受拉或受彎的焊接構件中，厚度大于等于、重要的受拉或受彎的焊接構件中，厚度大于等于16mm16mm的鋼材應具有常溫沖擊韌性合格的保證。的鋼材應具有常溫沖擊韌性合格的保證。 6 6、當焊接構造為防止鋼材的層狀撕裂而采用、當焊接構造為防止鋼材的層狀撕裂而采