国际焊接工程师技术员培训教教材
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国际焊接(IWE)工程师、技术员(IWT)培训教程11
满足 5.2~5.6 的要求和
ISO 3834-4/EN 729-4 质量要求的证明。
（见表 1） 从事焊接生产的证书；
满足 5.2.1~5.6 的要求和
ISO 3834-3/EN 729-3 质 量要求的证明。
焊接管理人 员资质按照 表3
－焊接管理责任 人 SAP： ·至少一名 ·资质：1 级
－同等代理人： ·至少一名 ·资质：1 级a
考试并合格。考试的适用范围要完全覆盖焊工/焊接操作工的
符合本标准的所有材料都可应用
工作范围。从事支管焊缝焊接的焊工要附加 DIN 18808 中规定
的考试项目
材料厚度根据行业标准中的具体规定
企业中至少具有一名属于本企业的焊接管理人员，并且具有
焊接工艺：手工、半自动、全机械和自动焊接方法（也 DVS-EWF 1173 所规定的专项技术知识
至少一名资质 1 级的
SAPc
－对 C2 类：
网至少一名资质 2 级的 SAPc －对 C3 类： 至少一名资质 2 级或 3 级的 SAP。
焊工及操作 工、安装工的 资质和数量 检验人员
维 ·资质：
·至少一名
3或4级
·资质：
3或4级
焊工考核按 ISO 9606-1/EN 287-1 和 ISO 9606-2/EN 287-2 及 ISO 9606-3，焊接操作 取消
维其它材料
规格
备注
焊接管理责任人： 同等代理人： 其他代理人： 证明编号： 有效期： 签发日期：
三
__________________________________ 签字
3）保留可能项。 4）对C5 级部件不要求。
哈尔滨焊接技术培训中心 WTI Harbin 版权归哈尔滨焊接技术培训中心所有
ISO 3834-4/EN 729-4 质量要求的证明。
（见表 1） 从事焊接生产的证书；
满足 5.2.1~5.6 的要求和
ISO 3834-3/EN 729-3 质 量要求的证明。
焊接管理人 员资质按照 表3
－焊接管理责任 人 SAP： ·至少一名 ·资质：1 级
－同等代理人： ·至少一名 ·资质：1 级a
考试并合格。考试的适用范围要完全覆盖焊工/焊接操作工的
符合本标准的所有材料都可应用
工作范围。从事支管焊缝焊接的焊工要附加 DIN 18808 中规定
的考试项目
材料厚度根据行业标准中的具体规定
企业中至少具有一名属于本企业的焊接管理人员，并且具有
焊接工艺：手工、半自动、全机械和自动焊接方法（也 DVS-EWF 1173 所规定的专项技术知识
至少一名资质 1 级的
SAPc
－对 C2 类：
网至少一名资质 2 级的 SAPc －对 C3 类： 至少一名资质 2 级或 3 级的 SAP。
焊工及操作 工、安装工的 资质和数量 检验人员
维 ·资质：
·至少一名
3或4级
·资质：
3或4级
焊工考核按 ISO 9606-1/EN 287-1 和 ISO 9606-2/EN 287-2 及 ISO 9606-3，焊接操作 取消
维其它材料
规格
备注
焊接管理责任人： 同等代理人： 其他代理人： 证明编号： 有效期： 签发日期：
三
__________________________________ 签字
3）保留可能项。 4）对C5 级部件不要求。
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国际焊接工程师技术员培训教教材26
钨极惰性气体保护焊Ⅲ 1、填充材料
IWE-3/1.2
1/5
焊接填充材料的国际标准（ISO）包括两个系列：按照屈服强度和全焊缝金属平均冲击功 47 焦耳分类(后 缀字母“A”的系列)，此系列相当于欧洲填充材料标准系列，或者按照抗拉强度和全焊缝金属平均冲击功 27 焦耳进行分类(后缀字母“B”的系列)，此系列是以泛太平洋国家填充材料标准为基础。 本教程中出现的焊接填充材料的国际标准（ISO）均按此原则进行标识。 1.1 ISO636 焊接填充材料―非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属―分类 按照A系列分类方法可分为四项： 1）第一部分给出产品/工艺的标记 ； 2）第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记； 3）第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记； 4）第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 例 1：
维
EN1668
其中： ISO 636-A 国际标准编号，按照屈服强度和 47 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 强度和延伸率（见表 1） 46 3 冲击性能（表 3） W3Si1 焊棒/焊丝的化学成分（见表 2）
ISO 636-B
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
其中 ISO 636-B 国际标准编号，按照抗拉强度和 27 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 55A 在焊态条件下的强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W3 焊棒/焊丝的化学成分
钨极惰性气体保护焊Ⅲ
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
IWE-3/1.2
2/5
EN1668
其中： EN1668 标准编号 W 熔敷金属/钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率 冲击功 3 W7 焊棒/焊丝的化学成分
W7
表 1 强度和延伸率 标记 35 38 42 46 50
IWE-3/1.2
1/5
焊接填充材料的国际标准（ISO）包括两个系列：按照屈服强度和全焊缝金属平均冲击功 47 焦耳分类(后 缀字母“A”的系列)，此系列相当于欧洲填充材料标准系列，或者按照抗拉强度和全焊缝金属平均冲击功 27 焦耳进行分类(后缀字母“B”的系列)，此系列是以泛太平洋国家填充材料标准为基础。 本教程中出现的焊接填充材料的国际标准（ISO）均按此原则进行标识。 1.1 ISO636 焊接填充材料―非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属―分类 按照A系列分类方法可分为四项： 1）第一部分给出产品/工艺的标记 ； 2）第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记； 3）第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记； 4）第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 例 1：
维
EN1668
其中： ISO 636-A 国际标准编号，按照屈服强度和 47 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 强度和延伸率（见表 1） 46 3 冲击性能（表 3） W3Si1 焊棒/焊丝的化学成分（见表 2）
ISO 636-B
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
其中 ISO 636-B 国际标准编号，按照抗拉强度和 27 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 55A 在焊态条件下的强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W3 焊棒/焊丝的化学成分
钨极惰性气体保护焊Ⅲ
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
IWE-3/1.2
2/5
EN1668
其中： EN1668 标准编号 W 熔敷金属/钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率 冲击功 3 W7 焊棒/焊丝的化学成分
W7
表 1 强度和延伸率 标记 35 38 42 46 50
国际焊接工程师培训(IWE)共54页文档
焊接结构设计
结构设计基础部分
2) 支座反力计算： 平衡条件（∑H=0, ∑V=0，∑M=0）
H 0 AH N 0 N AH
V 0 Fd Av Bv 0 Av Bv Fd
MA 0
Fd
l 2
Bv
l
0
Bv
Fd 2
Av
Bv
Fd 2
1170kN
3)内力计算：
平衡条件（∑H=0, ∑V=0，∑M=0）
焊接结构设计
结构设计基础部分
问题13：焊缝可能受哪几种应力？此焊缝受那种应力？
—— σ⊥（垂直正应力）
—— σ∥（平行正应力）
—— τ⊥（垂直剪应力）
—— τ∥（平行剪应力）——焊缝承受
问题14：确定角焊缝的焊缝厚度？有哪些限定条件（按DIN18800-1）？
DIN18800T1——钢结构 min a =2.0㎜
发生低应力脆性断裂的结构上，必有裂源或应力集中点存在；脆性断裂对缺陷 和应力集中很敏感。 —— 拉应力是裂纹产生和扩展的动力，拉应力及缺陷的大小直接影响裂纹萌生和 扩展的速度；阻止裂纹扩展的主要因素是压应力和材料的塑性变形。 —— 内因，即结构抗力是预防脆性断裂的根基；外因，即载荷性质、加载速率、 环境因素等，是发生脆性断裂的条件，须同时兼顾，方能避免脆断灾害的发生！ —— 预防脆性断裂的措施（正确选择材料、正确设计合理、安排结构制造工艺、 正确使用，精心维护） 断裂力学的应用 —— 断裂力学的在于研究宏观裂纹在什么条件下，才会导致失稳扩展，引发脆性 断裂；建立裂纹尺寸与破坏应力之间的关系。这对结构安全设计、合理选材、 改进材质和施工工艺，以及制定裂纹体力学的概念标准等都有重要意义。
w.v
VZSy
Iy a
国际焊接工程师培训课件3.3.3焊缝计算Ⅲ
IIW Authorized Training Body
抗挠曲截面：
IIW Authorized Training Body
非抗挠曲截面：
IIW Authorized Training Body
3 扭曲的种类
3.1纯扭曲
—截面可不受阻碍地被扭曲 —仅产生“一次”剪应力
3.2扭力扭曲
—截面不能不受阻碍地被扭曲 —除“一次”剪应力外产生“二次应力”和
η=轧制型材的修正系数
IIW Authorized Training Body
4.2封闭式空心截面的应力
MT 2 Am tmin
Am是剪力作用的面积，即图中阴影线部分
IIW Authorized Training Body
4.3截面形状的比较
开放式截面
封闭式截面
该种截面形式：“不耐扭曲” 该种截面形式：“耐扭曲”
→扭矩小
→扭矩大
→扭曲变形大
→扭曲变形小
5 扭曲应力作用下的截面变化 IIW Authorized Training Body
基于上述原因，在动载作用下开放式和封闭式 截面由于其刚性将产生变化，故其截面形状也会 随之而逐渐发生变化，这也是导致构件疲劳断裂 的原因之一。
IIW Authorized Training Body
6 扭矩作用下的应力
开放式截面
MT lT
t max
封闭式截面 MT 2 Amraining Body
小结
1、扭曲的定义及剪切中心 2、截面的抗扭曲能力 3、扭曲的分类 4、通过剪应力公式分析截面的抗扭能力
哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
国际焊接(IWE)工程师、技术员(IWT)培训教程07
2006-IWE 主课程 材料
热强钢ⅠⅡⅢ
表 2 机械性能（横向）a
IWE-3/2.5-7
4/22
网 维 三
哈尔滨焊接技术培训中心 WTI Harbin 版权归哈尔滨焊接技术培训中心所有
2006-IWE 主课程 材料
热强钢ⅠⅡⅢ
表 2（续）
IWE-3/2.5-7
热强钢ⅠⅡⅢ
IWE-3/2.5-7
1/22
热强钢在较高温度条件下（部分可达到 600ºC），长时间受载荷作用时仍能够保持其力学性能。同时，热
强钢还应具有一定的抗氧化能力。 热强钢用于常规热电站、核能动力装置、石油精制、加氢裂化设备、合成化工容器、宇航装置以及其它
高温加工设备。
1、对热强钢的要求
根据热强钢产品或零部件在运行中的工况条件和制造的加工工艺,热强钢主要应具有以下要求: １)具有足够的热强性，包括高温持久强度或蠕变强度。 ２)具有足够的抗腐蚀性和抗氧化性。 ３)具有良好的可加工性能，包括冷、热成形性能，热切割性和焊接性等。
无δ铁素体的奥氏体钢（EN10028-7）
P91 )
X8CrNiMoNb16 16
X8CrNiNb16 13
X8CrNiMoN1713
使用温度范围：至 750Cº
热强机理：固溶强化、微小析出物、面心立方晶格
按 EN10028-2 标准规定的部分热强钢化学成分见表 1 按 EN10028-2 标准规定部分热强钢室温时的抗拉强度见表 2 按 EN10028-2 标准规定的部分热强钢高温时的 0.2%屈服极限值见表 3 按 EN10028-2 标准规定的部分热强钢 1％塑性变形的蠕变极限和持久极限值见表 4
提高了再结晶温度。常加入 Cr、Ｎi 合金元素使晶格由体心立方转变为面心立方。
国际焊接技师培训
焊接时，焊丝、焊条在空中受热熔化，膨胀自由；熔池区 母材受热熔化，金属可向外表面自由膨胀；邻近的热影响区金属 受热可向阻力较小的熔池区和外表面膨胀，其膨胀接近自由。
随后冷却的初期，处于高温液塑状态时，上述区域自身， 其收缩力几乎为零。当其冷却相对较快的四周和表面金属开始恢 复弹性后，其收缩受阻就产生弹性变形，并拉动周围金属产生相 应的弹性变形；也就是局部受热的焊缝和热影响区，与周围冷金 属之间，此后开始产生相互拉力了。随后继续冷却，这种拉力， 会不断增大。拉得动的，就表现为焊接变形；拉不动的部分，就
7、焊接方案表示方法
焊接顺序方案表示形式可根据制造方案和结构来 确定。在DVS1610标准中给出了三种焊接顺序方案形 式。 －－－用结构图纸及文字说明的焊接顺序方案 －－－用结构图纸及表格说明的焊接顺序方案 －－－用特殊的焊接图纸及表格说明的焊接顺序方案 举例：货车车皮主横梁的焊接顺序方案
总结：
3、焊接顺序方案 焊接顺序方案是对焊接方案的补充和充实。
－－概要 －－制订焊接顺序方案的意义 －－内容（焊缝焊接顺序、焊接坡口型式、焊接方向） 4、制订焊接顺序方案的依据 －－法律规定、技术规范或供货协议 －－最佳的经济性 －－最小的焊接变形及内应力 －－构件的可焊接性（按ISO\TR581标准中的要求，构件的可焊 接性包括：材料的可焊性、结构的焊接安全性、生产制造中的焊接 可能性） －－事故说明（缺陷的起因） －－辅助人员的使用（代替专业人员）
铁锰铜 钼
铬镍
钽
钨
二、金属材料的焊接
1、碳钢和碳锰钢的焊接 2、细晶粒结构钢的焊接及应用 3、低温钢和热强钢的焊接 4、高合金钢（不锈钢及耐热钢）的焊接 5、铸钢、铸铁的焊接 6、铜及铜合金、镍及镍合金、铝及铝合金的焊接 7、特殊有色金属（钛、钼、镁、钨等）和有色合
随后冷却的初期，处于高温液塑状态时，上述区域自身， 其收缩力几乎为零。当其冷却相对较快的四周和表面金属开始恢 复弹性后，其收缩受阻就产生弹性变形，并拉动周围金属产生相 应的弹性变形；也就是局部受热的焊缝和热影响区，与周围冷金 属之间，此后开始产生相互拉力了。随后继续冷却，这种拉力， 会不断增大。拉得动的，就表现为焊接变形；拉不动的部分，就
7、焊接方案表示方法
焊接顺序方案表示形式可根据制造方案和结构来 确定。在DVS1610标准中给出了三种焊接顺序方案形 式。 －－－用结构图纸及文字说明的焊接顺序方案 －－－用结构图纸及表格说明的焊接顺序方案 －－－用特殊的焊接图纸及表格说明的焊接顺序方案 举例：货车车皮主横梁的焊接顺序方案
总结：
3、焊接顺序方案 焊接顺序方案是对焊接方案的补充和充实。
－－概要 －－制订焊接顺序方案的意义 －－内容（焊缝焊接顺序、焊接坡口型式、焊接方向） 4、制订焊接顺序方案的依据 －－法律规定、技术规范或供货协议 －－最佳的经济性 －－最小的焊接变形及内应力 －－构件的可焊接性（按ISO\TR581标准中的要求，构件的可焊 接性包括：材料的可焊性、结构的焊接安全性、生产制造中的焊接 可能性） －－事故说明（缺陷的起因） －－辅助人员的使用（代替专业人员）
铁锰铜 钼
铬镍
钽
钨
二、金属材料的焊接
1、碳钢和碳锰钢的焊接 2、细晶粒结构钢的焊接及应用 3、低温钢和热强钢的焊接 4、高合金钢（不锈钢及耐热钢）的焊接 5、铸钢、铸铁的焊接 6、铜及铜合金、镍及镍合金、铝及铝合金的焊接 7、特殊有色金属（钛、钼、镁、钨等）和有色合
国际焊接工程师培训课件(完整版)
金属，铸铁 • 工件厚度一般为6mm以下。 • 各种位置的连接焊，特别是管道安装、车体结构、
安装和维修、堆焊等。
常用于焊接和切割的燃气主要有：
乙炔〔C2H2〕、丙烷〔C3H8即液化石油气〕、甲 烷〔CH4即天然气〕、氢气〔H2〕、煤气〔CO+H2〕 和汽油〔CnH2n即烯烃+芳香烃〕等。
火焰的温度分布
电流种类
直流电 对于公共供电网路，不使用直流。特定的电弧 焊接方法只能用直流进行焊接，直流对焊接而言是很 重要的 交流电 公共供电网络，几乎用交流电。生活用电， 通常交流电压有效值为220V。 三相交流电 是由一组频率相同、振幅相等、相位互 差120º的三个电动势组成的供电系统。 应用： 主要应用于电流消耗较大的电器设备的网路供电。所 有的公共电网都是三相网路电流，它的电压通常为 380V〔在较大的企业中，三相网路电压也可达500V〕
• 乙炔气瓶、管道 • 是按照EN1089的规定 • 都是黄色，我国为白色。
焊接电弧的主要作用：
把电能转化为热能，同时产生光辐射和 响声． １〕电弧的高热可以用于焊接，切割和炼 钢等。 ２〕电弧的强光可用于照明。 ３〕电弧声可以用于焊接过程的监控。
气体间隙电离的过程和 电弧的形成过程如下：
当弧焊电源输出端的两个极即 电极和焊件短路时，外表局部 突出部位首先接触，在接触区 域有电流通过，金属熔化并形 成小桥，拉开电极那么小桥爆 断，使金属受热气化。当电极 与工件别离后，在极小的间隙 中，在电源电压的作用下，形 成较大的电场强度，电子在电 场的作用下，自“阴极逸出〞， 形成“电子发射〞。由阴极发 射出的电子，在电场的作用下 快速向阳极运动，与中性气体 粒子相撞并使其电离，别离成 电子和正离子。电子被阳极吸 收，而正离子向阴极运动，形 成电弧放电过程。
安装和维修、堆焊等。
常用于焊接和切割的燃气主要有：
乙炔〔C2H2〕、丙烷〔C3H8即液化石油气〕、甲 烷〔CH4即天然气〕、氢气〔H2〕、煤气〔CO+H2〕 和汽油〔CnH2n即烯烃+芳香烃〕等。
火焰的温度分布
电流种类
直流电 对于公共供电网路，不使用直流。特定的电弧 焊接方法只能用直流进行焊接，直流对焊接而言是很 重要的 交流电 公共供电网络，几乎用交流电。生活用电， 通常交流电压有效值为220V。 三相交流电 是由一组频率相同、振幅相等、相位互 差120º的三个电动势组成的供电系统。 应用： 主要应用于电流消耗较大的电器设备的网路供电。所 有的公共电网都是三相网路电流，它的电压通常为 380V〔在较大的企业中，三相网路电压也可达500V〕
• 乙炔气瓶、管道 • 是按照EN1089的规定 • 都是黄色，我国为白色。
焊接电弧的主要作用：
把电能转化为热能，同时产生光辐射和 响声． １〕电弧的高热可以用于焊接，切割和炼 钢等。 ２〕电弧的强光可用于照明。 ３〕电弧声可以用于焊接过程的监控。
气体间隙电离的过程和 电弧的形成过程如下：
当弧焊电源输出端的两个极即 电极和焊件短路时，外表局部 突出部位首先接触，在接触区 域有电流通过，金属熔化并形 成小桥，拉开电极那么小桥爆 断，使金属受热气化。当电极 与工件别离后，在极小的间隙 中，在电源电压的作用下，形 成较大的电场强度，电子在电 场的作用下，自“阴极逸出〞， 形成“电子发射〞。由阴极发 射出的电子，在电场的作用下 快速向阳极运动，与中性气体 粒子相撞并使其电离，别离成 电子和正离子。电子被阳极吸 收，而正离子向阴极运动，形 成电弧放电过程。
国际焊接(IWE)工程师、技术员(IWT)培训教程02-01
三维网钨极氩弧焊I IWE-1/1.13 6/66.2钨电极标记及成分表2 钨电极的标记和组成成份（ISO6848）组成成份氧化物标记重量种类杂质-%钨-% 色标WP - - ≤0.2099.8 绿 WTh41）0.35~0.55 ThO 2≤0.20 其余 淡兰 WTh10 0.80~1.20 ThO 2≤0.20 其余 黄 WTh 20 1.70~2.20 ThO 2≤0.20 其余 红 WTh 30 2.80~3.20 ThO 2≤0.20 其余 紫 WTh 40 3.80~4.20ThO 2≤0.20 其余 桔黄 WZr 31）0.15~0.50 ZrO 2≤0.20 其余 棕 WZr 8 0.70~0.90 ZrO 2≤0.20 其余 白 WLa 10 0.90~1.20 La 2O 3≤0.20 其余 黑 WCe 20 1.80~2.20CeO 2≤0.20 其余 灰 WLa 202）1.80~2.20 La 2O 3≤0.20其余深兰1） 非商业用 2） 非标准7、保护气体对熔深的影响不同保护气体由于其不同的物理性能，热传导性能亦不同，活性气体参见1.1.12，图12给出不同保护气体TIG 焊时对熔深的影响。
图12 不同保护气体对熔深的影响角焊缝：在厚度5㎜的板上使用不同的保护气体进行TIG 焊接的熔池剖面，材料号1.4301（1Cr18 Ni9），电流130A ，电弧长度4㎜，焊接速度15㎝/min 。
图13 不同保护气体TIG 焊时对角焊缝熔深的影响三维网1、铝的TIG 焊接1.1概况以下铝制材料可以考虑采用焊接方法加工。
A 、纯铝（A199.9；A199.5等）具有较高的抗腐蚀性能，但强度较低（80N/㎜2），可通过冷作成形（轧制等）提高其强度（130 N/㎜2）。
焊接时，焊缝附近冷作硬化区将丧失。
B 、硬铝合金（AlMn ；AlMg3等）通过合金成份具有较高强度（240N/㎜2）通过冷作成形强度可以提高（320N/㎜2），但焊接时焊缝区域强度下降。
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图 8 对主轴惯性距
[ ] σ= M y z N / mm 2 Iy
图 9 不同截面梁比较
2006-IWE 基础课程 结构
3、截面中的应力计算
3.1 正应力（拉伸载荷）
例：求正应力σ
强度理论Ⅱ
[ ] σ= N N / mm2 A
IWE-1/3.4
4/6
例：求正应力σ
图 10 矩形梁
图 11 焊接工字梁
ε = L − Lο = ΔL ⋅ 100(%)
Lο
Lο
图 7 变形
继续提高作用力 F 时，会出现塑性伸长，当再进一步增高作用力时，就会产生颈缩现象，直至导致构 件的断裂。 3.3 延伸率
结构钢S235(StS7)的延伸率至少为 25％，此值是在直径为d o、标距长度为LO=5·d o的园形拉伸试样上（根 据EN10002 的规定）测出的。
S355(St52)的屈强比为 ReH 355 = 0.70 Rm 510
弹性应变时，卸载后的试棒又恢复到原始长度，也就是弹性伸长在卸载后完全消失。
在未超过屈服极限的范围中，主要出现的是弹性应变。
2006-IWE 基础课程 结构
强度理论基础Ⅰ
IWE-1/3.3
5/5
塑性应变时，卸载后的试棒保持残余伸长，也就是，塑性伸长在卸载后不消失。
对于 I-形截面，剪应力可按下式简化计算
[ ] τm
=
V A Steg
N / cm2
例： τm =？
图 13 简化的剪应力分布图
2006-IWE 基础课程 结构
4、I 形钢的截面特征值
强度理论Ⅱ
IWE-1/3.4
6/6
2006-IWE 基础课程 结构
强度理论基础Ⅰ
IWE-1/3.3
1/5
1、概述：
本节叙述关于强度理论的任务。Sd是指作用载荷的产生的应力，Rd是极限应力。 Sd ≤ 1 Rd
2、应力
通过单位面积所传递的力，在强度理论中称为应力。
其前提是存在一个均匀的应力分布。
应力=
力 面积
=
F A
⎡N ⎢⎣ mm 2
或 KN cm 2
⎤ ⎥⎦
应力单位用N/mm2或KN/cm2表示。
2.1 正应力 σ
图 1 正应力 1
当一个作用力垂直作用到横截面积上时，则在此面积上产生正应力，用 σ 表示。
σ
=
力 面积
=
F A
图 2 正应力 2
正应力可由拉伸载荷、压缩载荷和弯曲载荷所产生。 2.2 剪切应力 τ
l·b
图 3 剪应力 1
2006-IWE 基础课程 结构
强度理论基础Ⅰ
当一个作用力平行作用到横截面积上时，则在此面积中产生剪切应力。
3.2 应变
在拉伸载荷情况下，产生“伸长”变形，在压缩载荷情况下，产生“镦粗”变形。在承受弯曲载荷情况时，
同时出现这两种变形，是以挠曲形式出现的。
在承受拉伸载荷时，构件中首先出现弹性伸长。卸载时，构件就回复到原先的长度。
L=一定载荷情况下的最终长度 mm
Lo原始长度 mm ΔL=L-Lo 长度差 mm 应变（ε％）
抗弯截面模量 W[ cm3]
[ ] Wy
=
Iy max Z
cm 3
2006-IWE 基础课程 结构
3.2 剪应力τ 通用
强度理论Ⅱ
IWE-1/3.4
5/6
剪力
例：求剪应力—τ1、τ0、τmax
[ ] τ = F N / cm2 A
[ ] τ = VZ ⋅ Sy N / cm2 Iy ⋅t
图 12 焊接工字梁及剪应力分布图
应关系。
图中的最重要点有：
a)上屈服极限ReH 上屈服极限ReH是应力—应变图中曲线第一次下降前的最大应力。 材料达到屈服极限时，应力几乎保持不变，而应变明显地增加。
S235（St37）钢的上屈服极限ReH为 235N/mm2或 23.5kN/cm2。 b)抗拉强度Rm
抗拉强度应与在拉伸试验中能够求得的最高计算应力等同起来。
τ=
力 面积
=
F A
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2.3 拉伸载荷
应力方向 截面状态
图 4 剪应力 2
2.4 压缩载荷
图 5 拉伸载荷
2.5 扭转载荷
图 6 压缩载荷
图 7 扭转载荷
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强度理论基础Ⅰ
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3、变形
3.1 定义
变形是物体内部承受载荷，从而迫使它的外形发生改变的可见的标志。
*适用于按 EN10025 规定的所有钢种
表 1 许用应力 S235
N/mm2 （KN/cm2） 160（16） 140（14） 92（9.2）
S355 N/mm2 （KN/cm2）
240（24） 210（21） 139（13.9）
在建筑工程中，载荷情况区别如下： 载荷情况 H（主载荷）和载荷情况 HZ（主载荷和附加载荷）。 根据 DIN18801（钢结构高大建筑），主载荷（H）有： 固定载荷， 包括雪在内的动载荷（但是不包括风），机器的惯性力。 其它情况是附加载荷： 风力载荷。 制动力。 水平的侧力（例如起重机）。 温度影响引起的力。
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1、构件尺寸确定时的特征值
1.1 正应力
轴向力产生的应力
强度理论Ⅱ
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1.2 剪切应力 剪力产生的
图 1 正应力
剪力和弯矩同时存在时的剪应力
图 2 剪应力
图 3 受剪力和弯距的梁
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矩形梁的截面上剪应力分布
强度理论Ⅱ
在建筑工程中，安全系数一般取 1.5 左右。 例如：S235 钢的许用拉伸应力计算如下：
许用
屈服极限 σ= 安全系数
=
23.5 1.5
≈
16.0
kN / cm2
钢结构高大建筑的许用应力列于 DIN18800T1 中，并都是对载荷情况 H 而言（主载荷）：
载荷情况 H
拉伸
许用 σ
压缩
许用 σ
剪切
许用 τ
由剪切应力引起的变形，产生剪应变，用 γ 表示。
图 8 剪应变
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4、材料特征值
应力一应变图
强度理论基础Ⅰ
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图 9 应力－应变图
图 10 标准试棒
为了获得材料的一些特性数值，可对标准试棒进行拉伸试验。
在应力一应变图中，纵座标表示应力，横座标表示应变。应力一应变图表示了应力与应变之间的每个对
在超过屈服极限的范围中，主要出现塑性应变。
材料屈服极限和抗拉极限的表示符号：
屈服强度
抗拉强度
DIN EN 10025 （03/94）
ReH
Rm
DIN 18800-1 （11/90）
fy,.k
fu.,k
5、许用பைடு நூலகம்力
为了使建筑物不致在应力达到屈服极限时出现变形现象，许用应力是根据屈服极限而不是根据断裂极限 来进行保障。
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图 4 剪应力分布（矩形梁）
工字梁的截面上剪应力分布
图 5 剪应力分布（矩形梁）
2、截面特征值
静矩S：Sy=A·Z1，SZ=A·y1
惯性矩 I: 自身惯性距
图 6 静矩
图 7 自身惯性距
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对主轴惯性距
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2.1 正应力（弯距）
Rm=
max F Aο
=
最大拉力 试棒原始横截面积
MaxF在材料学中相当于最高拉力Fm的概念，A0相当于初始横截面积S0。
材料S235（St37）的抗拉强度Rm值至少为 360N/mm2或 36Kn/cm2。
如果把屈服极限和抗拉强度的应力彼此相比例，那么可得到屈强比 ReH Rm
例如 S235(St37)的屈服比为 ReH = 235 = 0.65 Rm 360