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静态荷载作用下钢结构的拉伸试验及极限强度下钢结构的疲劳
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在直接的连续反复的动力荷载作用下,根据试验钢材的强度将降低,即低于一次静态荷载作用下的拉伸试验的极限强度,这种现象称为钢的疲劳。疲劳破坏表现为突然发生的脆性断裂。
但是,实际上,疲劳破坏乃是累积损伤的结果。材料总是有“缺陷”的,在反复荷载作用下,先在其缺陷处发生塑性变形和硬化而生成一些极小的裂痕,此后这种微观裂痕逐渐发展成宏观裂纹,试件截面削弱,而在裂纹根部出现应力集中现象,使材料处于三向拉仲应力状态,塑性变形受到限制,当反复荷载达到一定的循环次数时,材料终于破坏,并表现为突然的脆性断裂。
从以上钢的力学性能可以看出,钢的破坏可能是塑性的,也可能是脆性的。塑性破坏是由于变形过大,它将在应力达到抗拉强度后才发生。由于破坏前会出现较大的塑性变形,容易被发现而采取补救措施,避免事故。脆性破坏则表现为突然断裂,破坏前无显著变形,不易察觉,因而比塑性破坏危险。引起脆性破坏的原因较多,如钠材的缺陷,材料的厚度大,温度降低,加荷速度增大,应力较高,等等。为了避免脆性破坏,要求有正确的设计和施工工艺,即应选用合适的钢材,良好的构造,以及合理的冷加工程序和保证焊接质量等。
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