材料抗力
结构构件抗力的设计值
结构构件抗力的设计值在工程设计中，结构构件的抗力是一个至关重要的考虑因素。
抗力指的是构件能够承受的最大力量或压力，即其抵抗外部作用力的能力。
构件的抗力设计值是为了确保结构的安全性和可靠性而确定的。
我们需要了解构件的抗力设计值与其材料的强度有关。
不同材料具有不同的强度特性，包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
根据结构构件所受到的主要力学作用，我们可以选择合适的材料，并确定其相应的抗力设计值。
构件的几何形状和尺寸也会影响其抗力设计值。
例如，对于一个梁构件，其截面形状和尺寸的选择将直接影响其抗弯能力。
通过合理选择构件的几何参数，我们可以提高其抗力设计值，使其能够承受更大的荷载。
构件的连接方式和支承条件也会对其抗力设计值产生影响。
连接方式的选择应考虑到构件之间的力传递和传递路径，以确保连接的牢固性和稳定性。
支承条件的选择应考虑到构件在使用过程中的变形和位移，以确保构件的整体稳定性和安全性。
在确定构件的抗力设计值时，我们需要考虑到不同的设计准则和规范。
不同国家和地区的设计准则可能有所不同，但其设计目标都是为了确保结构的安全性和可靠性。
因此，在进行结构设计时，我们需要遵循相应的规范要求，确定合适的抗力设计值。
在实际工程中，我们通常会采用安全系数的概念来确定构件的抗力设计值。
安全系数是指构件实际承受力与其设计承受力之间的比值。
通过设置适当的安全系数，我们可以在一定程度上考虑到不可预测的因素，如材料的不均匀性、结构的荷载变化等。
需要强调的是，构件的抗力设计值应该是一个合理的、可靠的数值。
在设计过程中，我们应该充分考虑到结构的整体性能和安全性，避免过于保守或不足的设计。
通过合理的计算和分析，我们可以得到符合实际情况的抗力设计值，从而确保结构的安全运行。
总结起来，结构构件的抗力设计值是确保结构安全性和可靠性的重要指标。
通过对材料、几何形状、连接方式和支承条件的综合考虑，结合设计准则和规范要求，我们可以确定合适的抗力设计值。
金属材料力学性能
一．名词解释1，E,弹性模量，表征材料对弹性变形的抗力，2，δs：呈现屈服现象的金属拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长的应力，表征材料对微量塑性变形的抗力。
3，σbb：是灰铸铁的重要力学性能指标，是灰铸铁试样弯曲至断裂前达到的最大弯曲里（按弹性弯曲应力公式计算的最大弯曲应力）4δ：延伸率，反应材料均匀变形的能力。
5，韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力（或指材料抵抗裂纹扩展能力）6低温脆性:某些金属及中低强度钢，在实验的温度低于某一温度Tk时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔集聚型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状态变为结晶状，这就是低温脆性7 Kic：断裂韧度，为平面应变的断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂变失稳扩展的能力8 弹性比功（弹性比能）：表示单位体积金属材料吸收变形功的能力9σ-1：疲劳极限，表明试样经无限次应力循环也不发生疲劳断裂所对应的能力10循环韧性(消振性)：表示材料吸收不可逆变形功的能力（塑性加载）11Ψ：断面收缩率，缩经处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，12Ak：冲击功、，冲击试样消耗的总能量或试样断裂过程中吸收的总能量13蠕变：材料在长时间的恒温应力作用下，（即使应力低于屈服强度）也会缓慢地产生塑性变形的现象。
14σtて：在规定温度（t）下，达到规定的持续时间（て）而不发生断裂的最大应力。
15：氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。
17.δ0.2：屈服强度18.△K th：疲劳裂纹扩展门槛值，表征阻止裂纹开始扩展的能力19δbc：抗拉强度，式样压至破坏过程中的最大应力。
20.包申效应：金属材料经过预加载产生少量塑变，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余应力减低的现象，称为包申效应。
21．NSR：缺口敏感度，缺口试样的抗拉强度δbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度δb之比。
22.力学行为：材料在外加载荷，环境条件及综合作用下所表现出的行为特征。
金属材料的力学性能指标项目
2) 洛氏硬度 HR
洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002
根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、B、C。
HRC60：表示材料的硬度
3) 维氏硬度 HV
目 录
5、冲击韧度（冲击韧性）
材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力。
AKU =mg（H1 – H2）（J）
a K = AKU/S
N0— 循环基数
1
N0 N
钢： 有色金属：
影响疲劳强度的因素:内部缺陷、表面划痕、残留应力等
目 录
伸长率：
F
d0
F
l0
LБайду номын сангаас
dk
良好的塑性是金属材料进行 塑性加工的必要条件。
lk
目 录
3、刚
度
材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。
在弹性阶段： F l
所以：
E
E
比例系数E 称为弹性模量，它反映材料对弹性变形 的抗力，代表材料的“刚度” 。
E
— 材料抵抗弹性变形的能力越大。
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，随温度升高而 逐渐降低。
目 录
4、硬
度
定义：材料抵抗表面局部弹塑性变形的能力。 1)布氏硬度 HB
HB 0.102 2F
D( D D 2 d 2 )
HB230 材料的b与HB之间的经验关系：
对于低碳钢: b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢： b(MPa)≈3.4HB 对于 铸铁： b(MPa)≈1HB或 b(MPa)≈ 0.6(HB-40)
指材料在外力作用下，产生屈服现象时的最小应力。
材料性能_ 材料的疲劳性能_7-4 疲劳抗力指标_
（4）材料成分及组织的影响
合金成分：结构钢中碳的作用（间隙固溶 强化，第二相弥散强 化），提高疲劳强度； 夹杂物和缺陷降低疲劳强度；
显微组织：细化晶粒，提高疲劳强度；组 织不同，疲劳强度不同。
dN
（2）疲劳裂纹扩展门槛值
ΔKth是疲劳裂纹不扩展的 临界值，称为疲劳裂纹 扩展门槛值，表示材料阻止裂纹开始疲劳扩展的性能。
根据定义可以建立裂纹不疲劳断裂(无限寿命)的 校核公式：
∆K = Y∆σ a ≤ ∆Kth
若如已知裂纹件的裂纹尺寸 a 和材料的疲劳门槛 值 ΔKth ，即可求得该件无限疲劳寿命的承载能力：
环境介质：使材料表面产生微观腐蚀， 降低疲劳强度。
（2）表面状态和尺寸因素
表面状态：表面缺口导致应力集中，形成疲 劳源，引起疲劳断裂；
尺寸因素：尺寸增大，疲劳强度降低（尺寸 效应）。
（3）表面强化和残余应力
提高表面塑变抗力（强度和硬度），降低 表面拉应力，提高弯曲、扭转载荷下材料的 疲劳强度。
qf反映了疲劳过程中材料发生应力重分布 的能力，即降低应力集中的能力。
5、影响疲劳强度的因素
（1）工作条件
载荷条件 • 应力状态、平均应力； • 过载将降低疲劳强度和寿命； • 次载锻炼，可提高疲劳强度； • 间歇效应，对应变时效材料，可提高疲劳强度。
环境温度：温度↑，疲劳强度↓；温度↓， 疲劳强度↑
7-4 疲劳抗力指标
材料的疲劳抗力指标包括疲劳极限、疲 劳裂纹扩展门槛值、过载持久值和疲劳缺口 敏感度等。
1、疲劳极限（强度）
德国人Wohler（维勒）针对火车车轴疲劳进行 研究，得到了循环应力（S）与疲劳循环寿命（N） 之间的关系，称为疲劳曲线（S-N曲线）。
材料材料性能和结构抗力技术术语
材料材料性能和结构抗力技术术语2．7．1 结构材料structural materials用于制作结构的人造或天然材料。
分为非金属材料、金属材料、有机材料以及由上述材料组成的复合材料。
2．7．2 混凝土concrete由水泥或其他胶结料等胶凝材料、粗细骨料和水等按一定配合比经搅拌、成型、养护等工艺而成的先可塑后硬化的结构材料。
需要时可另加掺合料或外加剂。
2．7．3 砌体masonry由砖、石块或砌块等块体与砂浆或其他胶结料砌筑而成的结构材料。
2．7．4 木材timber结构用的原木或经加工而成的方木、板材、胶合木等的总称。
2．7．5 钢材steel结构用的型钢、钢板、钢管、带钢或薄壁型钢，以及钢筋、钢丝和钢绞线等的总称。
2．7．6 结构的材料性能property of structural materials材料固有的和受外界各种作用后所呈现的物理、力学和化学性能。
2．7．7 材料力学性能mechanical properties of materials材料在规定的受力状态下所产生的压缩、托伸、剪切、弯曲、疲劳和屈服等性能。
2．7．8 弹性模量modulus of elasticity材料在单向受拉或受压状态下其应力应变呈线性关系时，截面上正应力与对应的正应变的比值。
2．7．9 剪变模量shear modulus材料在单向受剪且应力和应变呈线性关系时，截面上剪应力与对应的剪应变的比值。
2．7．10 变形模量modulus of deformation材料在单向受拉或受压且应力和应变呈非线性或部分线性、部分非线性关系时，截面上正应力与对应的正应变的比值。
2．7．11 泊松比Poisson ratio材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的比值。
2．7．12 线膨胀系数linear expansion coefficient材料在规定的温度范围内，以规定常温下的长度为基准，随温度增高后的伸长率和温度增量的比值。
钢管支撑材料抗力计算公式
钢管支撑材料抗力计算公式引言。
在工程领域中，钢管支撑材料被广泛应用于各种工程结构中，如桥梁、建筑物、管道等。
钢管支撑材料的抗力计算是设计和施工过程中非常重要的一部分，它直接影响着工程结构的安全性和稳定性。
本文将介绍钢管支撑材料抗力计算的公式及其应用。
钢管支撑材料的抗力计算公式。
钢管支撑材料的抗力计算公式是根据材料的力学性质和结构特点而得出的。
在工程设计中，通常使用以下公式来计算钢管支撑材料的抗力：F = A ×σ。
其中，F代表钢管支撑材料的抗力，单位为牛顿（N）；A代表钢管支撑材料的截面积，单位为平方米（m²）；σ代表钢管支撑材料的应力，单位为帕斯卡（Pa）。
钢管支撑材料的截面积A可以通过以下公式计算得出：A = π× (D/2)²。
其中，π代表圆周率，取值约为3.14159；D代表钢管支撑材料的直径，单位为米（m）。
钢管支撑材料的应力σ可以通过以下公式计算得出：σ = F/A。
以上公式是钢管支撑材料抗力计算的基本公式，通过这些公式可以计算出钢管支撑材料在受力状态下的抗力大小。
钢管支撑材料抗力计算的应用。
钢管支撑材料的抗力计算在工程设计和施工中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助工程师在设计阶段确定钢管支撑材料的尺寸和材质，以满足工程结构的承载要求。
其次，它可以帮助施工人员在施工现场正确选择和安装钢管支撑材料，确保工程结构的安全性和稳定性。
在实际工程中，钢管支撑材料的抗力计算还需要考虑其他因素的影响，如温度、湿度、载荷大小等。
因此，在进行抗力计算时，工程师需要综合考虑各种因素，以确保计算结果的准确性和可靠性。
钢管支撑材料抗力计算的案例分析。
为了更好地理解钢管支撑材料抗力计算的应用，我们可以通过一个简单的案例来进行分析。
假设某桥梁工程中需要使用钢管支撑材料来支撑桥梁结构，桥梁的设计载荷为1000N。
根据设计要求，我们需要计算钢管支撑材料的直径，以满足设计载荷的承载要求。
项目一 建筑结构设计原理介绍(任务五 结构构件的抗力和材料强度)
材料强度大小具有不确定性，不同式样，试验结果并不完全相同。 为安全起见，用统计方法确定的材料强度标准值必须具有较高的 保证率，其一般为95%。用fk表示。95%保证率的意思就是任意抽 样检验一批材料．实测强度不低于fk的概率为95%，户承担的风 险只有5%(即材料强度达不到fk的概率为5%)。
2.材料强度设计值 混凝土结构中所用材料主要是混凝土、钢筋，考虑到这两种
项目五 结构构件的抗力和材料强度
一、 结构构件的抗力 结构构件抵抗各种结构上作用效应的能力称为结构抗力。期按
构件变形不同可风味抗拉、抗压、抗弯、抗扭等形式，按结构的 功能要求可分为承载能力和抗变形能力、抗裂缝能力。结构抗力 与构件截面形状、截面尺寸以及材料等级有关。
二、结构构件的材料强度
1.材料强度标准值 材料强度标准值是结构设计时采用的材料强度的基本代表值。
材料力学性能概念
本文详细介绍金属材料试验时几个常用的概念，以供参考学习。
一、抗拉强度抗拉强度，表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有（或很小）均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。
符号为Rm，单位为MPa。
抗拉强度（tensile strength）试样拉断前承受的最大标称拉应力。
抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。
对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。
符号为Rm，单位为MPa。
试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。
它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
计算公式为：σ=Fb/So式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm²。
抗拉强度（ Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。
万能材料试验机当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。
此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。
钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。
单位:N/mm2(单位面积承受的公斤力)抗拉强度：Tensile strength.抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定!二、屈服强度屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。