Yield Strength là gì?
Cácsức mạnh năng suấtcủa thép đề cập đến mức độ căng thẳng mà ở đó biến dạng nhựa bắt đầu trong thép dưới tải trọng kéo hoặc nén.đường cong căng thẳng của thép cho thấy một đoạn tuyến tính rõ ràng, được gọi là giai đoạn đàn hồi, sau đó đường cong bắt đầu uốn cong và đi vào giai đoạn nhựa.giá trị căng thẳng khi thép bắt đầu bị biến dạng nhựa kéo dài.
Giải thích chi tiết về sức mạnh năng suất
Sức mạnh năng suất, còn được gọi là giới hạn năng suất, biểu tượng δs thường được sử dụng, là giá trị căng thẳng quan trọng cho năng suất vật liệu.
● Đối với các vật liệu có hiện tượng năng suất rõ ràng, độ bền năng suất là căng tại điểm năng suất (giá trị năng suất);
● Đối với các vật liệu mà hiện tượng năng suất không rõ ràng, căng thẳng khi độ lệch giới hạn của mối quan hệ tuyến tính giữa căng thẳng và căng đạt một giá trị được chỉ định (thường là 0.2% chiều dài gauge ban đầu)Nó thường được sử dụng như một chỉ số đánh giá cho các tính chất cơ học và cơ học của vật liệu rắn và là giới hạn sử dụng thực tế của vật liệu.Bởi vì cổ xảy ra sau khi căng vượt quá giới hạn năng suất của vật liệu, độ căng tăng lên, khiến vật liệu bị hỏng và không thể sử dụng bình thường.
Khi căng vượt quá giới hạn đàn hồi và bước vào giai đoạn năng suất, biến dạng tăng nhanh chóng.Khi căng thẳng đạt đến điểm B, căng thẳng nhựa tăng mạnh và căng thẳng và căng thẳng dao động nhẹ.Các thuật ngữ điểm năng suất trên và điểm năng suất dưới đề cập đến các chủng cao nhất và thấp nhất tại vị trí nàyVì giá trị điểm lợi suất thấp hơn tương đối ổn định, nó được sử dụng như một chỉ số của sức đề kháng vật liệu, được gọi là điểm lợi suất hoặc sức mạnh lợi suất (ReL hoặc Rp0.2).
Một số thép (như thép carbon cao) không có hiện tượng độ bền rõ ràng.được gọi là sức mạnh năng suất có điều kiện.
Đầu tiên, hãy giải thích lực biến dạng của vật liệu. The deformation of materials is divided into elastic deformation (the original shape can be restored after the external force is removed) and plastic deformation (the original shape cannot be restored after the external force is removed, và hình dạng thay đổi, kéo dài hoặc rút ngắn).
Tiêu chuẩn cho sức mạnh năng suất
Có ba tiêu chuẩn năng suất thường được sử dụng trong các dự án xây dựng:
●Khải ứng cuối cùng tỷ lệ tương ứng: Khải ứng cao nhất trên đường cong căng phù hợp với một mối quan hệ tuyến tính. Nó thường được thể hiện bằng σp quốc tế. Khi σp vượt quá,Vật liệu được coi là bắt đầu mang lại.
● Các mẫu giới hạn đàn hồi được nạp và sau đó được thả.Trên phạm vi quốc tế, nó thường được đại diện bởi RelKhi căng thẳng vượt quá Rel, vật liệu được coi là bắt đầu chịu.
●Sức mạnh sản xuất dựa trên biến dạng dư thừa được chỉ định. Ví dụ, căng thẳng biến dạng dư thừa 0,2% thường được sử dụng làm độ bền sản xuất, và biểu tượng là Rp0.2.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sức mạnh năng suất
Các yếu tố bên trong
1- Kích thước hạt và ranh giới hạt:
Kích thước hạt và ranh giới hạt có ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu.Các vật liệu có kích thước hạt nhỏ hơn và ranh giới hạt nhiều hơn có độ bền năng suất cao hơn vì ranh giới hạt có thể cản trở sự di chuyển của sự dịch chuyển, do đó làm tăng độ bền của vật liệu.
2- Thiệt hại của lưới:
Các khiếm khuyết lưới bao gồm các khiếm khuyết điểm (như chỗ trống, tạp chất, v.v.) và các khiếm khuyết đường (như trục trặc, v.v.).Sự hiện diện của các khiếm khuyết lưới làm giảm độ bền của vật liệu bởi vì chúng có thể phục vụ như là điểm khởi đầu cho sự dịch chuyển, làm cho vật liệu dễ bị biến dạng nhựa.
3. Lớp hợp kim Thành phần:
Việc thêm các yếu tố hợp kim có thể thay đổi cấu trúc lưới và đặc điểm sức mạnh của vật liệu.việc thêm các yếu tố hợp kim sẽ làm tăng độ bền của vật liệuVí dụ, thêm các yếu tố carbon có thể làm tăng độ bền của thép.
4. Chất ô nhiễm:
Sự hiện diện của tạp chất sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc lưới và đặc điểm hiệu suất của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu.hàm lượng tạp chất càng thấp, càng cao độ bền của vật liệu.
5. Quá trình nóng chảy:
Quá trình nóng chảy có tác động quan trọng đến cấu trúc hạt và hình thái tổ chức của vật liệu, từ đó ảnh hưởng đến độ bền năng suất của vật liệu.Quá trình nóng chảy hợp lý có thể đạt được cấu trúc lưới tốt và hình thức tổ chức, do đó cải thiện độ bền của vật liệu.
Các yếu tố bên ngoài
1Nhiệt độ:
Nhiệt độ là một trong những yếu tố bên ngoài quan trọng ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu. Nói chung, khi nhiệt độ tăng, độ bền của vật liệu giảm.Điều này là do nhiệt độ cao sẽ làm tăng rung động của các nguyên tử hoặc ion trong vật liệu, do đó làm giảm độ bền tinh thể của vật liệu.
2. Tỷ lệ căng:
Tốc độ căng là tốc độ biến dạng của vật liệu khi bị tải.Trong khi tỷ lệ căng thấp làm giảm sức mạnh năng suấtĐiều này là bởi vì tải tốc độ cao làm tăng mật độ trật tự trong vật liệu, do đó làm tăng sức mạnh năng suất.
3ẩm và ăn mòn:
Độ ẩm và môi trường ăn mòn sẽ ảnh hưởng đến trạng thái bề mặt và thành phần hóa học của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu.độ ẩm và ăn mòn sẽ tăng tốc độ mệt mỏi ăn mòn và làm tan vỡ hydro của vật liệu, dẫn đến giảm sức mạnh năng suất.
4. Định hướng tải:
Độ bền của vật liệu thường thay đổi theo hướng nạp; trong điều kiện nạp một chiều, độ bền của vật liệu có thể thay đổi theo hướng nạp,đặc biệt cho các vật liệu anisotropic.
5Nữ diễn viên:
Sức ép trước có nghĩa là căng thẳng tĩnh áp dụng lên vật liệu trước khi tải.
6- Điều kiện môi trường:
Các điều kiện môi trường, chẳng hạn như hàm lượng oxy, bức xạ, vv, cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu.môi trường dưới nước hoặc môi trường phóng xạ, độ bền của vật liệu có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Hậu quả của việc vượt quá độ bền của cấu trúc thép là gì?
1. Tăng biến dạng nhựa:
Sau khi vượt quá độ bền năng suất, cấu trúc thép sẽ đi vào giai đoạn nhựa, dẫn đến biến dạng nhựa tăng lên.có thể dẫn đến sự bất ổn hoặc thất bại cấu trúc.
2. Tăng biến dạng:
Sau khi vượt quá sức mạnh năng suất, biến dạng của cấu trúc sẽ tăng lên,có thể gây ra sự lệch và biến dạng của cấu trúc vượt quá các yêu cầu thiết kế và ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường của cấu trúc.
3- Mất sức mạnh:
Sau khi vượt quá độ bền, độ bền của thép có thể giảm, làm cho cấu trúc dễ bị hỏng hoặc sụp đổ dưới các tải trọng tiếp theo.
4- Không ổn định địa phương:
Sau khi vượt quá độ bền năng suất, sự bất ổn có thể xảy ra ở các bộ phận địa phương của cấu trúc thép, chẳng hạn như uốn cong, bất ổn uốn cong hoặc bất ổn uốn cong,đe dọa sự ổn định của toàn bộ cấu trúc.
5- Rạn nứt và hư hỏng:
Sau khi vượt quá sức mạnh năng suất, các vết nứt có thể xảy ra trong cấu trúc, dẫn đến thiệt hại tại chỗ hoặc thất bại tổng thể.an toàn và độ tin cậy của cấu trúc sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Làm thế nào để kiểm soát độ bền của thép trong thiết kế cấu trúc?
1Chọn vật liệu thích hợp:
Chọn vật liệu thép phù hợp là bước đầu tiên trong việc kiểm soát độ bền của thép chùm.Các vật liệu thép có độ bền năng suất thích hợp được chọn để đảm bảo cấu trúc có thể đáp ứng các yêu cầu về độ bền trong tình trạng sử dụng bình thường và trạng thái cuối cùng.
2. Kiểm soát kích thước cắt ngang:
Kiểm soát độ bền của chùm bằng cách thiết kế kích thước cắt ngang thích hợp. Tăng kích thước cắt ngang của chùm có thể làm tăng khả năng chịu tải và sức chịu của nó,cho phép nó chịu được tải trọng lớn hơn.
3. Kiểm soát các điều kiện span và hỗ trợ của chùm:
Các điều kiện trải dài và hỗ trợ của chùm có tác động quan trọng đến sức mạnh sản xuất của nó.độ uốn cong và nồng độ căng thẳng của chùm có thể được giảm, do đó kiểm soát sức mạnh năng suất của nó.
4. Xem xét kết hợp tải:
Xem xét các kết hợp tải khác nhau trong thiết kế, bao gồm tải cố định, tải biến đổi, tải địa chấn, v.v.để đảm bảo rằng độ bền của chùm có thể đáp ứng các yêu cầu trong các điều kiện làm việc khác nhau.
5Thiết kế kết nối thích hợp:
Thiết kế của các kết nối giữa các trục và các hỗ trợ, cột và các thành phần khác cũng ảnh hưởng đến sức mạnh của chúng.Đảm bảo độ bền và độ cứng của các kết nối có thể đáp ứng các yêu cầu thiết kế để tránh sự bất ổn địa phương hoặc thất bại năng suất.
6Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt:
Trong quá trình sản xuất và lắp đặt các chùm chéo,chất lượng vật liệu và kỹ thuật chế biến được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo rằng độ bền thực tế của các vệt chéo phù hợp với các yêu cầu thiết kế.
