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第二章如图234所示钢材在单向拉伸状态下的应力-应变曲线,请写出弹性阶段和非弹性阶段的关系式。
σ
σ
fy
fy
α
tgαEtgαE
α
α
0
ε
0
ε
图234图(a)理想弹性-塑性
解:
(1)弹性阶段:Eta

(b)理想弹性强化
非弹性阶段:fy(应力不随应变的增大而变化)
(2)弹性阶段:Eta

非弹性阶段:

fy
E

fyE
fy
ta


fyta


如图235所示的钢材在单向拉伸状态下的曲线,试验时分别在A、B、C卸载至零,则在三种情况下,卸载前应变、卸载后残余应变c及可恢复的弹性应变y各是多少
fy235Nmm2c270Nmm2F0025E206105Nmm2E1000Nmm2
σ
σc
fy
A
ECB
E
0
εy
εF
ε
解:(1)A点:
图235理想化的图
卸载前应变:

fyE

235206105
000114
卸载后残余应变:c0
可恢复弹性应变:yc000114
(2)B点:
卸载前应变:F0025
f卸载后残余应变:c


fyE
002386
可恢复弹性应变:yc000114
(3)C点:
卸载前应变:
F
cfyE
00250035006
卸载后残余应变:c

cE
005869
可恢复弹性应变:yc000131
试述钢材在单轴反复应力作用下,钢材的曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答:钢材曲线与反复应力大小和作用时间关系:当构件反复力fy时,即材料处于弹性阶段时,反复应力
作用下钢材材性无变化,不存在残余变形,钢材曲线基本无变化;当fy时,即材料处于弹塑性阶段,反
复应力会引起残余变形,但若加载-卸载连续进行,钢材曲线也基本无变化;若加载-卸载具有一定时间间隔,会使钢材屈服点、极限强度提高,而塑性韧性降低(时效现象)。钢材曲线会相对更高而更短。另外,载一定作用力下,作用时间越快,钢材强度会提高、而变形能力减弱,钢材曲线也会更高而更短。钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系:反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅(焊接结构)来量度。一般来说,应力比或应力幅越大,疲劳强度越低;而作用时间越长(指次数多),疲劳强度也越低。
试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。答:(1)钢材的化学成分,如碳、硫、磷等有害元素成分过多;(2)钢材生成过程中造成的缺陷,如夹层、偏析等;(3)钢材在加工、使用过程中的各种影响,如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响;(4)钢材工作温度影响,可能会引起蓝脆或冷脆;(5)不合理的结构细部设计影响,如应力集中等;(6)结构或构件受力性质,如双向或三向同号应力r
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