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第一章钢筋混凝土结构的基本概念以及材料的物理力学性能

第一章钢筋混凝土结构的基本概念以及材料的物理力学性能
第一章钢筋混凝土结构的基本概念以及材料的物理力学性能

1、配置在混凝土梁截面受拉区的钢筋的作用是什么?配置在受压构件截面中的钢筋的作用是什么?

答:(1)在制造混凝土梁时,倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋,就构成钢筋混凝土梁。试验表明,和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁,承受的竖向荷载略大于Fc时,梁的受拉区混凝土仍会出现裂缝。在出现裂缝的截面处,受拉区混凝土随退出工作,但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。这时,钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断,而能继续承受荷载作用,直至受拉钢筋的压力达到屈服程度,继而截面受压区的混凝土也被压碎,梁才破坏。

(2)混凝土的抗压强度高,常受用于受压构件。若在构件中配置受力钢筋构成钢筋混凝土受压构件,试验表明,与素混凝土受压构件截面尺寸以及长细比相同的钢筋混凝土受压构件相比,不仅承载能力大为提高,而且受力性能得到改善。在这种情况下,钢筋的作用主要是协助混凝土共同承受压力。

2、混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的符号。

答:混凝土立方体抗压强度的符号是fcu。轴心抗压强度是fc。轴心抗拉强度是ft.

3、混凝土轴心受压应力应变曲线上的三个特征值。

答:对于没有侧向约束的混凝土,收敛段没有实际意义,所以通常只注意混凝土轴心受压应力应变曲线的上升段OC和下降段CD,而最大应力值fc以及相应的应变值co以及D点的应变值(称极限压应变值cu)成为曲线的三个特征值。

4、混凝土收缩与徐变的异同。

答:徐变:在荷载的长期作用下,混凝土的变形随时间而增加,也就是在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象被称为混凝土的徐变。

混凝土的徐变主要原因是在荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥石逐渐发生粘性流动,微细孔隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。

影响混凝土徐变的因素有:①混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小。当应压力0.5fc时,徐变大致与应力成正比,各条徐变曲线的间距差不多是相等的,被称为线性徐变。线性徐变在加荷初期增长很快,一般在两年左右趋于稳定,三年左右徐变即告基本终止。当应压力介于(0.5—0.8)fe之间时,徐变的增长较应力的增长为快,这种情况称为非线性徐变。当应压力>0.8fc时,混凝土的非线性徐变往往是不收敛的。

②加荷时混凝土的龄期。加荷时混凝土龄期越短,则徐变越大。

③混凝土的组成成分和配合比。混凝土中集料本身没有徐变,但是它的存在约束了水泥胶体的流动,约束作用大小取决于集料的刚度和集料所占的体积比。当集料的弹性模量小于7*104MPa时,随集料的弹性模量降低,徐变显著增大。集料的体积比越大,徐变越小。

④养护以及使用条件下的温度与湿度。混凝土养护时温度越高,湿度越大,水泥水化作用就越充分,徐变就越小。混凝土的使用环境温度越高,徐变越大,环境的相对湿度越低,徐变也越大,因此高温干燥环境将使徐变显著增大。

收缩:在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象称为收缩。

混凝土的收缩是一种随时间而增长的变形。结硬初期收缩变形发展很快,两周可完成全部收缩的25%,一个月可完成50%,三个月后增长缓慢,两年后趋于稳定,最终收缩值约为(2—6)*10_4.

混凝土收缩的原因:硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水分蒸发而引起的干缩。

影响混凝土收缩的重要因素:水泥的用量越多,水灰比越大,收缩就越大。集料的级配好、密度大、弹性模量高、粒径大能减小混凝土的收缩。由于干燥失水是引起收缩的重要原因,所以构件的养护条件、使用环境的温度与湿度都对混凝土的收缩有影响。高温湿养可加快水化作用,减少混凝土中的自由水分,可以使收缩减少。使用环境的温度越高,相对湿度较低,收缩就越大。

混凝土的最终收缩量还和构件的体表比有关,因为这个比值决定着混凝土中水分蒸发的速度。

5、《公路桥规》规定使用的钢筋有哪些强度等级?强度等级代号分别是什么?

答:

品种

强度等级代号

外形

强度级别

光圆钢筋

R235

带肋钢筋

HRB335

ⅢHRB400

KL400

钢筋力学性能检测作业指导(可编辑修改word版)

建筑用钢筋检验指导书 1、试验目的 为了规范土建试验室对钢筋混凝土用钢钢材的屈服点、屈服强度、抗拉强度和伸长率、弯曲变形性能、平面反向弯曲变形性能及钢筋的耐反复弯曲性能检验的工作程序,实现标准化操作,特制定此作业指导书。 2、适用范围: 本指导书适用于混凝土结构中的钢筋与焊接钢筋。 3、引用标准: GB/T228-2002 《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T232-1999 《金属材料弯曲试验方法》 GB238-2002 《金属线材反复弯曲试验方法》 GB13013-91 《钢筋混凝土热轧光园钢筋》 GB13014-91 《钢筋混凝土余热处理钢筋》 GB1499-1998 《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》 GB/T701-1997 《低碳钢热轧园盘条》 GB13788-92 《冷轧带肋钢筋》 JGJ18-2003 《钢筋焊接及验收规程》 JGJ/T27-2001 《钢筋焊接接头试验方法》 4、检测的环境要求 试验室的温度应在10℃-35℃范围内。 5、试验项目和质量要求

5.1实验项目 钢筋拉伸试验:屈服点、抗拉强度、伸长率 钢筋冷弯试验 钢筋焊接接头试验 5.2质量要求 5.2.1钢筋的力学性能和工艺性能应符合表一、表二、表三、表四,冷弯试验时受弯曲部位外表面不得产生裂纹。 热轧直条光圆钢筋力学性能和工艺性能(GB13013-91) 表一 表面形状钢筋 级别 强度等 级代号 公称 直径 mm 屈服点σs Mpa 抗拉强度σ b Mpa 伸长率σ5 % 冷弯 d-弯芯直径 α-钢筋公称直径 不小于 光圆I R235 8~20 235 370 25 180o d=α低碳钢热轧圆盘条力学性能和工艺性能(GB/T701-1997) 表二 牌号 力学性能 冷弯试验180? d-弯芯直径 α-试样直径屈服点σs,Mpa 抗拉强度σb,Mpa 伸长率δ10,% 不小于 Q215 215 375 27 d=0 Q235 235 410 23 d=0.5α 热轧带肋钢筋力学性能和工艺性能(GB1499-1998) 表三

工程材料力学性能

《工程材料力学性能》(第二版)课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加;反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能指标? 答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包辛格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降

最新01第一章 钢筋混凝土结构材料的物理力学性能

01第一章钢筋混凝土结构材料的物理力 学性能

第一章钢筋混凝土结构材料的物理力学性能 钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学性能截然不同的材料组成的复合结构。正确合理地进行钢筋混凝土结构设计,必须掌握钢筋混凝土结构材料的物理力学性能。钢筋混凝土结构材料的物理力学性能指钢筋混凝土组成材料——混凝土和钢筋各自的强度及变形的变化规律,以及两者结合组成钢筋混凝土材料后的共同工作性能。这些都是建立钢筋混凝土结构设计计算理论的基础,是学习和掌握钢筋混凝土结构构件工作性能应必备的基础知识。 §1-1 混凝土的物理力学性能 一、混凝土强度 混凝土强度是混凝土的重要力学性能,是设计钢筋混凝土结构的重要依据,它直接影响结构的安全和耐久性。 混凝土的强度是指混凝土抵抗外力产生的某种应力的能力,即混凝土材料达到破坏或开裂极限状态时所能承受的应力。混凝土的强度除受材料组成、养护条件及龄期等因素影响外,还与受力状态有关。 (一) 混凝土的抗压强度 在混凝土及钢筋混凝土结构中,混凝土主要用以承受压力。因而研究混凝土的抗压强度是十分必要的。

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢34 混凝土试件的横向变形产生约束,延缓了裂缝的开展,提高了试件的抗压极限强度。当压力达到极限值时,试件在竖向压力和水平摩阻力的共同作用下沿斜向破坏,形成两个对称的角锥形破坏面。如果在试件表面涂抹一层油脂,试件表面与压力机压盘之间的摩阻力大大减小,对混凝土试件横向变形的约束作用几乎没有。最后,试件由于形成了与压力方向平行的裂缝而破坏。所测得的抗压极限强度较不加油脂者低很多。 混凝土的抗压强度还与试件的形状有关。试验表明,试件的高宽比h/b 越大,所测得的强度越低。当高宽比h/b ≥3时,强度变化就很小了。这反映了试件两端与压力机压盘之间存在的摩阻力,对不同高宽比的试件混凝土横向变形的约束影响程度不同。试件的高宽比h/b 越大,支端摩阻力对试件中部的横向变形的约束影响程度就越小,所测得的强度也越低。当高宽比h/b ≥3时,支端摩阻力对混凝土横向变形的约束作用就影响不到试件的中部,所测得的强度基本上保持一个定值。 此外,试件的尺寸对抗压强度也有一定影响。试件的尺寸越大,实测强度越低。这种现象称为尺寸效应。一般认为这是由混凝土内部缺陷和试件承压面摩阻力影响等因素造成的。试件尺寸大,内部缺陷(微裂缝,气泡等)相对较多,端部摩阻力影响相对较小,故实测强度较低。根据我国的试验结果,若以150×150×150mm 的立方体试件的强度为准,对200×200×200mm 立方体试件的实测强度应乘以尺寸修正系数1.05;对100×100×100mm 立方体试件的实测强度应乘以尺寸修正系数0.95。 为此,我们在定义混凝土抗压强度指标时,必须把试验方法、试件形状及尺寸等因素确定下来。在统一基准上建立的强度指标才有可比性。 混凝土抗压强度有两种表示方法: 1、立方体抗压强度 我国规范习惯于用立方体抗压强度作为混凝土强度的基本指标。新修订的<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范>JTG D62(以下简称《桥规JTG D62》)规定的立方体抗压强度标准值系指采用按标准方法制作、养护至28天龄期的边长为150mm 立方体试件,以标准试验方法(试件支承面不涂油脂)测得的具有95%保证率的抗压强度(以MPa 计),记为f cu.k 。 )645 .11(645.1150150150150.f s f f s f k cu f δμσμ-=-= (1.1-1) 式中 k cu f .——混凝土立方体抗压强度标准值(MPa); s f 150μ——混凝土立方体抗压强度平均值(MPa); 150f σ——混凝土立方体抗压强度的标准差(MPa); 150f δ——混凝土立方体抗压强度的变异系数,150150150/s f f f u δσ=。其数值可按表 1.1-1采用。

第二节 钢筋的主要力学性能

第二节钢筋的主要力学性能 一、钢筋的品种和级别 (一)钢筋的品种(分类)(有很多种分类形式) 按化学成分分类: 低碳钢 碳素钢中碳钢随含碳量增加,钢筋强度提高, 高碳钢塑性性能降低。 普通低合金钢:除碳素钢已有的成分外,再加入少量的 硅、锰、钛、钒等合金元素。强度显著 提高,塑性性能更好。 光面钢筋——表面光滑,与混凝土粘结力差。 按外形分类变形钢筋——表面带肋,螺旋纹、人字纹、 月牙纹,与混凝土粘结力高。 热轧钢筋用于钢筋混凝土结构 按生产工艺分类预应力钢丝和钢绞线及热处理钢筋 ——用于预应力混凝土结构 冷加工钢筋——用于预应力混凝土结构三种钢筋、生产工艺不同,见书。 (二)钢筋的级别 1、热轧钢筋:由普通(低碳)碳素钢、低合金钢轧 制而成——软钢

常用热轧钢筋的级别、符号、钢种和形状 性能:随着热轧钢筋级别提高,强度提高,塑性降低。 2、预应力钢丝和钢绞线、热处理钢筋 9~4φφ 用于预应力混凝土结构中P439~440 3、冷加工钢筋 冷拉、冷拔 二、钢筋的强度和变形(通过拉伸试验获得的应力应变曲 线来说明) 应力——应变曲线分两类: 有明显的流幅:热轧钢筋(软钢) 无明显的流幅:高碳钢(硬钢)(预应力钢丝、钢 绞线、热处理钢筋) 设计强度取值依据:(应力) 有明显的流幅钢筋,取其屈服点强度作为设计取值依 据。 无明显的流幅钢筋,取b σ85.0(极限抗拉强度)作为条件 屈服点。

三、钢筋的冷加工(对钢筋进行冷加工,可以提高强度) 1、冷拉 对热轧钢筋进行张拉,张拉应力超过原屈服点, 然后放松,再张拉,屈服强度提高了,但塑性 降低。(伸长率降低) 2、冷拔 将8 φ光面钢筋通过强力拔过直径小的钨合 6φ ~ 金拔丝模孔,塑性变形后,——3,4mm钢丝冷拉:提高抗拉强度(不宜作受压钢筋) 冷拔:同时提高抗拉、抗压强度。 四、混凝土结构对钢筋性能的要求 1、强度 2、塑性 3、可焊性 4、耐火性 5、与混凝土的粘结性 第三节钢筋和混凝土的粘结与锚固 一、粘结的作用和分类 钢筋和混凝土之间的粘结,是保证两者共同工作的前提。 钢筋混凝土结构受力后,若钢筋和混凝土有相对变形(滑移)就会在其交界面上产生剪应力τ,这种剪应力τ称为

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题: 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的,共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋,通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点,称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料,它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分, 部分越 大,表明变形能力越 , 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ,其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ,反映 。 二、判断题: 1、规范中,混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。( ) 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。( ) 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 0.95。( ) 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 1.05。( ) 5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。( ) 6、对任何类型钢筋,其抗压强度设计值y y f f '=。( )

材料力学性能课后答案(时海芳任鑫)

第一章 1.解释下列名词①滞弹性:金属材料在弹性围快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。②弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。③循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。④包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。⑤塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。⑥韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力 ⑦加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移, 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。⑧解理断裂:解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。 2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ 0.2(屈服强度);(3)ζ b (抗拉强度);(4)n(加工硬化指数); (5)δ (断后伸长率)、ψ (断面收缩率) 4.常用的标准试样有5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。答:对于韧性金属材料,它的塑性变形量大于均匀塑性变形量,所以对于它的式样的比例,尺寸越短,它的断后伸长率越大。

5.某汽车弹簧,在未装满时已变形到最大位置,卸载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧,使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。答:(1)未装满载时已变形到最大位置:弹簧弹性极限不够导致弹性比功小;(2)使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,这是构件材料的弹性比功不足引起的故障,可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限(或屈服极限),或者更换屈服强度更高的材料。 6.今有45、40Cr、35CrMo 钢和灰铸铁几种材料,应选择哪种材料作为机床机身?为什么?答:应选择灰铸铁。因为灰铸铁循环韧性大,也是很好的消振材料,所以常用它做机床和动力机器的底座、支架,以达到机器稳定运转的目的。刚性好不容易变形加工工艺朱造型好易成型抗压性好耐磨损好成本低 7.什么是包申格效应?如何解释?它有什么实际意义?答:(1)金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。(2)理论解释:首先,在原先加载变形时,位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍,塞积后便产生了背应力,背应力反作用于位错源,当背应力足够大时,可使位错源停止开动。预变形时位错运动的方向和背应力方向相反,而当反向加载时位错运动方向和背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形容易了,于是,经过预变形再反向加载,其屈服强度就降低了。(3)实际意义:在工程应用上,首先,材料加工成型工艺需要考虑包申格效应。例如,大型精油输气管道管线的UOE 制造工艺:U 阶段是将原始板材冲压弯曲成U 形,O 阶段是将U 形板材径向压缩成O 形,再进行周边焊接,最后将管子径进行扩展,达到给定大小,

工程材料力学性能各章节复习知识点

工程材料力学性能各个章节主要复习知识点 第一章 弹性比功:又称弹性比能,应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。 脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。 韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。 应力、应变;真应力,真应变概念。 穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。 拉伸断口形貌特征? ①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。 ②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。 韧、脆性断裂区别? 韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆 拉伸断口三要素? 纤维区,放射区和剪切唇。 缺口试样静拉伸试验种类? 轴向拉伸、偏斜拉伸 材料失效有哪几种形式? 磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。 材料的形变强化规律是什么? 层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大 退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。 在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。 材料的晶粒变粗,增强效果提高。 第二章 应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmax σmax 缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比

钢筋和混凝土的力学性能.

《混凝土结构设计原理》习题集 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 一、判断题 1~5错;对;对;错;对; 6~13错;对;对;错;对;对;对;对; 二、单选题 1~5 DABCC 6~10 BDA AC 11~14 BCAA 三 、填空题 1、答案:长期 时间 2、答案:摩擦力 机械咬合作用 3、答案:横向变形的约束条件 加荷速度 4、答案:越低 较差 5、答案:抗压 变形 四、简答题 1.答: 有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋;无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示,曲线可分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标:一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度y f 作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度u f ,一般用作钢筋的实际破坏强度。 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前,应力应变按直线变化,钢筋具有明显的弹性性质,超过比例极限点以后,钢筋表现出越来越明显的塑性性质,但应力应变均持续增长,应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后,同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段,至钢筋被拉断。

设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝,条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋,则为0.9倍。为了简化运算,《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb ,其中σb 为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。 图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2.答: 目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺,钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235、热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、余热处理钢筋RRB400(K 20MnSi ,符号,Ⅲ级)。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3.答: 钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,应按下列规定采用:(1)普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋;(2)预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋。 4.答: 混凝土标准立方体的抗压强度,我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)规定:边长为150mm 的标准立方体试件在标准条件(温度20±3℃,相对温度≥90%)下养护28天后,以标准试验方法(中心加载,加载速度为0.3~1.0N/mm 2/s),试件上、下表面不涂润滑剂,连续加载直至试件破坏,测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度f ck ,单位N/mm 2。 A F f ck f ck ——混凝土立方体试件抗压强度; F ——试件破坏荷载; A ——试件承压面积。 5. 答: 我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)采用150mm×150mm×300mm 棱

钢材的物理力学性能和机械性能表

钢材的物理力学性能和机械性能表 钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等. 单独作用下所显示的各种机械性能。钢材通常有五大主要的机械性能指标:通过一次拉伸试验可得到抗拉强度,伸长率和屈服点三项基本性能; 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能; 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 1.屈服点(σs) 钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2) 2.屈服强度(σ0.2) 有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度(σb) 材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs) 材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比(σs/σb) 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为 0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材

工程材料力学性能-第 版答案 束德林

《工程材料力学性能》束德林课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。

9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指 数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对 组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格

第2章混凝土结构材料的物理力学性能习题答案.

第2章混凝土结构材料的物理力学性能 2.1选择题 1.混凝土若处于三向应力作用下,当( D )。 A. 横向受拉,纵向受压,可提高抗压强度; B. 横向受压,纵向受拉,可提高抗压强度; C. 三向受压会降低抗压强度; D. 三向受压能提高抗压强度; 2.混凝土的弹性模量是指( A )。 A. 原点弹性模量; B. 切线模量; C. 割线模量; D. 变形模量; 3.混凝土强度等级由150mm 立方体抗压试验,按( B )确定。 A. 平均值μfcu ; B. C. D. μfcu -1. 645σ ;μfcu -2σ ;μfcu -σ; 4.规范规定的受拉钢筋锚固长度l a 为( C )。 A .随混凝土强度等级的提高而增大;

B .随钢筋等级提高而降低; C .随混凝土等级提高而减少,随钢筋等级提高而增大; D .随混凝土及钢筋等级提高而减小; 5.属于有明显屈服点的钢筋有( A )。 A .冷拉钢筋; B .钢丝; C .热处理钢筋; D .钢绞线; 6.钢材的含碳量越低,则( B )。 A .屈服台阶越短,伸长率也越短,塑性越差; B .屈服台阶越长,伸长率越大,塑性越好; C .强度越高,塑性越好; D .强度越低,塑性越差; 7.钢筋的屈服强度是指( D )。 A. 比例极限; B. 弹性极限; C. 屈服上限; D. 屈服下限; 8.能同时提高钢筋的抗拉和抗压强度的冷加工方法是( B )。

A. 冷拉; B. 冷拔; 9.规范确定f cu , k 所用试块的边长是( A )。 A .150 mm; B .200 mm; C .100mm ; D .250 mm; 10.混凝土强度等级是由( A )确定的。 A .f cu , k ; B .f ck ; C .f cm ; D .f tk ; 11.边长为100mm 的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度,则需乘以换算系数( C )。 A .1.05 ; B .1.0 ; C .0.95 ; D .0.90 ; 12.E c =

材料力学性能复习重点汇总

第一章 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加;反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表,微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素 与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等 外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑 (一)影响屈服强度的内因素 1.金属本性和晶格类型(结合键、晶体结构)

单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力,其值与位错运动所受到的阻力(晶格阻力--派拉力、位错运动交互作用产生的阻力)决定。 派拉力: 位错交互作用力 (a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数,L是位错间距。)2.晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多(阻碍位错运动)→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目,减小晶粒内位错塞积群的长度,使屈服强度降低(细晶强化)。 屈服强度与晶粒大小的关系: 霍尔-派奇(Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3.溶质元素 加入溶质原子→(间隙或置换型)固溶体→(溶质原子与溶剂原子半径不一样)产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度(固溶强化)。 4.第二相(弥散强化,沉淀强化) 不可变形第二相 提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环→两质点间距变小→流变应力增大。 不可变形第二相 位错切过(产生界面能),使之与机体一起产生变形,提高了屈服强度。 弥散强化:

材料力学性能考试答案

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。 【P32】 答: 212?? ? ??=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1)应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值,即: () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 (2)缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 (3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】 (4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 (5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。 (6)维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承

混凝土结构材料的物理力学性能

第 2 章混凝土结构材料的物理力学性能 本章提要 钢筋与混凝土的物理力学性能以及共同工作的特性直接影响混凝土结构和构件的性能,也是混凝土结构计算理论和设计方法的基础。本章讲述钢筋与混凝土的主要物理力学性能以及混凝土与钢筋的粘结。 2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1 混凝土的组成结构 普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材,是多相复合材料。通常把混凝土的结构分为三种基本类型:微观结构即水泥石结构;亚微观结构即混凝土中的水泥砂浆结构;宏观结构即砂浆和粗骨料两组分体系。 微观结构(水泥石结构)由水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成,其物理力学性能取决于水泥的化学矿物成分、粉磨细度、水灰比和凝结硬化条件等。混凝土的宏观结构与亚微观结构有许多共同点,可以把水泥砂浆看作基相,粗骨料分布在砂浆中,砂浆与粗骨料的界面是结合的薄弱面。骨料的分布以及骨料与基相之间在界面的结合强度也是重要的影响因素。 浇注混凝土时的泌水作用会引起沉缩,硬化过程中由于水泥浆水化造成的化学收缩和干缩受到骨料的限制,会在不同层次的界面引起结合破坏,形成随机分布的界面裂缝。 混凝土中的砂、石、水泥胶体组成了弹性骨架,主要承受外力,并使混凝土具有弹性变形的特点。而水泥胶体中的凝胶、孔隙和界面初始微裂缝等,在外力作用下使混凝土产生塑性变形。另一方面,混凝土中的孔隙、界面微裂缝等缺陷又往往是混凝土受力破坏的起源。由于水泥胶体的硬化过程需要多年才能完成,所以混凝土的强度和变形也随时间逐渐增长。 2.1.2 单轴向应力状态下的混凝土强度 混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大关系;骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期等也不同程度地影响混凝土的强度;试件的大小和形状、试验方法和加载速率也影响混凝土强度的试验结果。因此各国对各种单向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。 1.混凝土的抗压强度 (1) 混凝土的立方体抗压强度和强度等级 立方体试件的强度比较稳定,所以我国把立方体强度值作为混凝土强度的

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能 1、 解释下列名词。 2. 滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落 后于应力的现象。 3?循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4?包申格效应: 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规 定残余伸长应力降低的 现象。 11. 韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆 性断裂,这种现象称 为韧脆转变 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量G 切变模量 r 规定残余伸长应力 0.2屈服强度 gt 金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应 变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但 是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏 感。【P4】 4、 现有4 5、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料,你选择哪种材料作为机床起身,为什么? 选灰铸铁,因为其含碳量搞,有良好的吸震减震作用,并且机床床身一般结构简单,对精度要求不高,使用灰铸铁可 降低成本,提高生产效率。 5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险? 【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程 中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂, 断裂前基本上不发生塑性变形, 没有明显征兆,因而危害性很大。 6、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形 态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 7、 板材宏观脆性断口的主要特征是什么?如何寻找断裂源? 断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状,板状矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也 与裂纹扩展方向平行,其尖端指向裂纹源。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1 )应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力T max 和最大正应力(T max 比值,即: (3)缺口敏感度一一缺口试样的抗拉强度 T bn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度 T b 的比值,称为缺口敏感度,即:【P47 P55】 max 1 3 max 2 1 0.5 2 3 【新书P39旧书P46】

钢筋的力学性能

.钢筋的应力—应变曲线和力学性能指标 钢筋混凝土及预应力混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋(一般称为软钢)和无明显屈服点的钢筋(一般称为硬钢)。 有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线如图11-30所示。图中,a点以前应力与应变按比例增加,其关系符合虎克定律,这时如卸去荷载,应变将恢复到0,即无残余变形,a点对应的应力称为比例极限;过ad 点后,应变较应力增长为快;到达b点后,应变急剧增加,而应力基本上不变,应力—应变曲线呈现水平段cd,钢筋产生相当大的塑性变形,此阶段称为屈服阶段。b、c两点分别称为上屈服点和下屈服点。由于上屈服点b为开始进入屈服阶段的应力,呈不稳定状态,而下屈服点c比较稳定,因此,将下屈服点c的应力称为“屈服强度”。当钢筋屈服塑流到一定程度,即到达图中的d点,cd段称为屈服台阶,过d点后,应力应变关系又形成上升曲线,但曲线趋平,其最高点为e,de段称为钢筋的“强化阶段”,相应于e点的应力称为钢筋的极限强度,过e点后,钢筋薄弱断面显著缩小,产生“颈缩”现象(图11-31),此时变形迅速增加,应力随之下降,直至到达f点时,钢筋被拉断。

钢筋的力学性能指标有4个,即屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能 (1)屈服强度 如上所述,对于软钢,取下屈服点c的应力作为屈服强度。对无明显屈服点的硬钢,设计上通常取残余应变为0.2%时所对应的应力作为假想的屈服点,称为条件屈服强度,用σ0.2来表示。对钢丝和热处理钢筋的0.2,规范统一取0.8倍极限抗拉强度。 (2)极限抗拉强度 对于软钢,取应力-应变曲线中的最高点e为极限抗拉强度;对于硬钢,规范规定,将应力—应变曲线的最高点作为强度标准值的依据。 (3)伸长率 伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指称,用δ表示。δ为钢筋试件拉断后的残余应变,其值为: 式中 l1——钢筋试件受力前的量测标距长度; 12——试件经拉断并重新拼合后的量测得到的标距长度。 应变量测标距按规定有l1=5d(d为试件直径)、10d,和按固定长度100mm三种,相应的伸长率分别为δ5、δ10、δ100,标距越短,平均残余应变越大,因此,一般δ5>δ10>δ100。 伸长率大的钢筋塑性性能好,拉断前有明显的预兆;伸长率小的钢筋塑性性能差,其破坏会突然发生,呈脆性特征,具有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率,而无明显屈服点的钢筋伸长率很小。 (4)冷弯试验 冷弯试验是检验钢筋塑性的另一种方法。伸长率一般不能反映钢筋的脆化倾向,而冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量。冷弯试验的两个主要参数是弯心直径D和冷弯角度α。将要试验的钢筋(直径为d)绕某一规定直径的钢辊轴(直径为D)进行弯曲(图11-33)。冷弯试验合格的标准为在规定的D和α下

第一章 工程材料的力学性能

第一章金属材料的力学性能 学习目的和要求: 学习目的在于了解工程材料力学性能的物理意义,熟悉金属主要的力学性能指标,以便在设计机械时,根据零件的技术要求选用材料,或在编制金属加工工艺时参考。 学完本章后,要求在掌握概念的基础上,熟悉有关术语、符号意义及应用场合,并了解测定方法。 学习重点: 1、掌握强度、塑性、韧性、硬度的概念、物理意义及应 用; 2、掌握布氏硬度和洛氏硬度的优缺点及应用场合。 学习难点: 1、疲劳强度和断裂韧性的概念及应用。 §1-1 材料的强度与塑性 材料的力学(机械)性能,是指材料受不同外力时所表现出来的特性,这种特性是机器安全运转的保证。所以机械性能是设计机械时强度计算和选用材料的基本依据,是评价材料质量和工艺强化水平的重要参数。常用的机械性能指标,都是在特定条件下用规定的测试方法获得的,因为与实用工作状况不尽相同,所以选用数据时应考虑安全系数。 一、弹性与刚度 1、弹性:材料在外力作用下产生变形,当外力去掉 后能恢复其原来形状的性能。

2、弹性极限(σe ):材料承受最大弹性变形时的应力。 3、刚度:材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。指标 为弹性模量 4、弹性模量(E ):应力与应变的比值,物理意义是产 生单位弹性变形时所需应力的大小,表征材料产生弹性变形的难易程度。弹性模量是材料最稳定的性能之一,其大小主要取决于材料的本性,随温度升高而逐渐降低,材料的强化手段(如热处理、冷热加工、合金化等)对弹性模量影响很小。提高金属制品的刚度,可以通过更换金属材料、改变截面形状、增加横截面面积。 为什么弹簧还要进行热处理?弹簧进行热 处理的目的是什么? 二、强度 韧性材料拉伸曲线 脆性材料拉伸曲线

第一章 材料的力学性能

第一章材料的力学性能 一、填空题 1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为___________ 和。 2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点,即。 3、碳素钢可分为、和。随着含碳量的增加,钢筋的强度、塑性。在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为。 4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、 、。 5、钢筋和混凝土是不同的材料,两者能够共同工作是因为 、、 6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。 7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越,则钢筋的锚固长度就越长。 8、混凝土的极限压应变包括和两部分。 部分越大,表明变形能力越,越好。 9、混凝土的延性随强度等级的提高而。同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所,最大压应力值随加荷速度的减小而。 10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。 11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力,钢筋的应力。 12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。 二、判断题 1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数是0.95。 3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。 4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。 5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。 6、强度与应力的概念完全一样。 7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。 8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。 9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。 10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。 11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。 12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。 13、硬钢在应力达到假定屈服点时,塑性应变为0.002。 14、冷拉与冷拔一样,可同时提高钢筋的抗拉及抗压强度。 15、冷拔低碳钢丝本身是硬钢,其母材为软钢。 16冷拔钢丝的冷拔次数越多则延性越差。 17、边长200mm的混凝土立方体抗压强度为18MPa,则标准立方体强度为18.9MPa。 18、若混凝土立方强度与的试验方法由在试块表面不涂油改为涂油,三种边长尺寸100mm、150mm、200mm的试块强度是相同的。 19、高宽比为3的棱柱体抗压强度可以代替高宽比为5的棱柱体抗压强度。

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