建筑钢材的拉伸性能在线视频

同学们

今天我们一起来学习一下

钢材的拉伸性能

刚才作为一种常见的

土木工程材料

它被广泛的应用在各种工程中

比如说我们的建筑物

桥梁

还有高层超高层

那么在这些工程实例中

大家通过图片可以看到

它主要承受的力是拉力

因此研究钢材的拉伸性能

是非常有必要的

那么我们这节课

主要通过两个方面进行学习

首先我们通过低碳钢的

拉伸实验做出应力应变曲线图

通过分析低碳钢的

应力应变曲线图来学习

钢筋的拉伸性能

下面我们通过一段实验录像

看一下低碳钢在拉伸的过程中

发生了什么样的变化

通过刚才的实验录像

我们可以绘制出应力应变曲线图

从应力应变曲线图中

低碳钢的拉升分为四个阶段

第一个阶段OA段

我们称之为弹性阶段

第二个阶段AB段

我们称之为屈服阶段

第三个阶段BC段

我们称之为强化阶段

第四个阶段CD段

我们称之为颈缩阶段

下面我们就通过研究

这四个阶段图形的特点，

试件的特点以及这四个阶段的各个指标

来学习一下低碳钢的拉伸性能

首先我们看一下第一个阶段弹性阶段

那么大家看一下

应力应变曲线

弹性阶段 是OA段

从图形上看

它是一条通过原点的直线

通过原点的直线

纵坐标和横坐标是成正比例关系

也就是它的应力比上应变是一个定值

那么

说明在这个阶段事件发生的

变形是弹性变形

在这个阶段有一个非常重要的指标

就是直线OA对应的夹角

α的正切值tgα

我们把它称之为弹性模量

弹性模量是评定一种钢材

抵抗弹性变形的能力

那么到底弹性模量越大越好

还是越小越好呢

下面我们看一下这幅图

下面右下角这两幅图

大家可以看到

我们假定两种不同钢材的弹性模量

其中E1大于E2

给他相同的外力

弹性模量越大

对应的变形越小

由此可以分析弹性模量的大小

反映了钢材抵抗弹性变形的能力

同时弹性模量越大

这种能力是越强的

这就是低碳钢拉伸的

第一个阶段弹性阶段

下面我们看一下

第二个阶段屈服阶段

屈服阶段

从图中看到它是一条波动的曲线

也就是AB段

应力应变曲线图中

不再呈直线关系而变成曲线

说明刚才发生了塑性变形

那么从图中可以看出

横坐标的增长大于纵坐标的增长

也就是给他一个很小的力

就能产生很大的变形

那么钢材仿佛不能经受外力而屈服

因此这个阶段又称之为屈服阶段

那么这一个波动的曲线它有一个最高点

我们把它称之为B上点

还有一个最低点被他称之为B下点

我们把B下点对应的

应力值称之为屈服强度

屈服强度

有它很重要的工程实际意义

因为当钢筋所承受的

外力大于屈服强度之后

钢筋就要产生较大的塑性变形而不能使用

因此屈服强度是设计中

钢材强度取值的一个重要依据

这就是我们学的第二个阶段AB段

下面我们看一下第三个阶段BC段

从图形中可以看出

BC它是一条上升的曲线

试件仿佛又能重新抵抗外力

随着外力的增加

变形被增大

钢筋得以进一步强化

因此把它称之为强化阶段

在这个阶段

大家可以看一下图中最高点

C点对应力值

我们把它称之为弹性极限

也把它称之为抗拉强度

那么当钢筋所承受外力大于C点时候

钢筋就被拉断了

因此

它被称之为抗拉极限

那么我们在里面有一个非常重要的指标

被称之为屈强比

所谓屈强比

就是屈服强度与抗拉强度的比值

屈强比

既可以评定其安全可靠性

又可以评定其利用率

一般屈强比越小

其安全可靠程度越高

但是屈强比也不能太小

屈强比太小

屈服强度就偏低

而屈服强度是

设计中钢材强度取值的依据

因此屈强比太小

钢筋的利用率会下降

这就是第三个阶段

强化阶段

那么最后一个阶段就是CD段

我们把它称之为颈缩阶段

从图形上看

CD段是一条下降的曲线

试件在有杂质的部位

产生颈缩

钢筋变细

直至被拉断

在这个阶段我们有个非常重要的

指标称之为伸长率

什么是伸长率呢

大家看一下右下方这个图

我们在试件拉断之前

我们要做一个原标距称之为L0

四件拉断后拼接在一起

又可以测得一个值

L1用L1减去L0就是

试件在拉断前后的拉长的距离

比上原标距L0的比值再乘以百分之百

我们把它称之为伸长率

伸长率是评定钢材塑性的一个重要指标

伸长率越大那么钢筋的塑性越好

以上我们通过学习应力应变曲线图

研究了低碳钢的拉伸的四个阶段

通过分析这四个阶段

我们学习了几个重要指标

弹性模量

屈服强度

屈强比还有伸长率

通过这四个指标的学习

我们可以评定钢筋的拉伸性能

这就是我们这节课要讲的主要内容

同学们下去之后呢完成两道思考题

第一 题低碳钢的拉伸经历了几个阶段

第二 说明屈强比的实际意义