為什麼屈服點是鋼材的性能指標

① 為什麼取屈服點作為鋼材強度的標准值

鋼材材料的屈服點具有典型意義，屈服點可以大概理解為某種材料最多能（允許）承受多大力量（按單位受力面積估算）。屈服點的作用是可以在設備設計或工程設計選鋼材材料時，先大概估算一下某種材料是否能承受特定的作用力，如果判斷基本合適，然後再做詳細受力計算。這都是在「常溫」的特定條件下，不考慮高溫條件下的情況。

② 為什麼採用鋼材的屈服點作為強度設計標准

隨著建築物抗震技術的發展及對抗震機理的深入分析，消能抗震成為建築物抗震技術的一個發展趨勢。低屈服點鋼作為消能抗震設計中主要部件的製作材料，其研製、發展自20 世紀90 年代以來受到廣泛關注，並在鋼種的研製和工程應用方面取得顯著進展。

機理分析

最初用於製作消能構件的是普通低碳鋼，其屈服強度在200 MPa 以上，但伸長率較低。為提高消能阻尼器的抗震效果，必須制備出強度更低、塑性更好的鋼板。為此，研究人員對鋼板屈服強度的產生機理進行分析，提出了降低屈服強度的有效方法。

為降低強度，必須消除如晶界強化、固溶強化、位錯強化和析出強化等強化手段。低屈服點鋼採用接近工業純鐵的成分設計，通過晶粒粗化及添加少量Ti、Nb 固定C、N 原子以降低其對位錯運動的阻礙作用。

Ti 在鋼中可依次形成TiN→Ti4C2S2→TiS 和TiC，所有多餘的Ti(Ti-3.42N-1.5S)最後可以形成TiC。台灣中鋼的研究表明,鋼中多餘的Ti 量達到0.03%或者與3.99C 比值為2 時，鐵素體晶粒尺寸顯著增加，認為較多的Ti 使得TiN、TiS 和TiC 等顆粒粗化從而失去晶界釘扎作用。

而當多餘的Ti 量超過0.03%時，由於多餘Ti 產生的溶質拖拽效應反而使得晶粒尺寸減小。但僅靠多餘的Ti 不能產生如此明顯的晶粒長大效果，自由C 原子的消除也有一定的作用。即僅僅添加Ti 並不能使鋼板的屈服強度降低到100MPa 以下。

台灣中鋼對加Ti 的部分鋼板在650~950℃進行了回火試驗。結果發現，在750~850℃回火，很多鋼板的屈服強度從200MPa 迅速降低到100MPa以下，而不含Ti 的鋼板只有小幅的下降。

(2)為什麼屈服點是鋼材的性能指標擴展閱讀

影響因素

影響屈服強度的內在因素有：結合鍵、組織、結構、原子本性。

如將金屬的屈服強度與陶瓷、高分子材料比較可看出結合鍵的影響是根本性的。從組織結構的影響來看，可以有四種強化機制影響金屬材料的屈服強度，這就是：

(1)固溶強化；

(2)形變強化；

(3)沉澱強化和彌散強化；

(4)晶界和亞晶強化。沉澱強化和細晶強化是工業合金中提高材料屈服強度的最常用的手段。在這幾種強化機制中，前三種機制在提高材料強度的同時，也降低了塑性，只有細化晶粒和亞晶，既能提高強度又能增加塑性。

影響屈服強度的外在因素有：溫度、應變速率、應力狀態。

隨著溫度的降低與應變速率的增高,材料的屈服強度升高，尤其是體心立方金屬對溫度和應變速率特別敏感，這導致了鋼的低溫脆化。應力狀態的影響也很重要。雖然屈服強度是反映材料的內在性能的一個本質指標，但應力狀態不同，屈服強度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強度一般是指在單向拉伸時的屈服強度。

工程意義

傳統的強度設計方法，對塑性材料，以屈服強度為標准，規定許用應力[σ]=σys/n，安全系數n因場合不同可從1.1到2或更大，對脆性材料，以抗拉強度為標准，規定許用應力[σ]=σb/n，安全系數n一般取6。

需要注意的是，按照傳統的強度設計方法，必然會導致片面追求材料的高屈服強度，但是隨著材料屈服強度的提高，材料的抗脆斷強度在降低，材料的脆斷危險性增加了。

屈服強度不僅有直接的使用意義，在工程上也是材料的某些力學行為和工藝性能的大致度量。例如材料屈服強度增高，對應力腐蝕和氫脆就敏感；材料屈服強度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服強度是材料性能中不可缺少的重要指標。

參考資料來源：網路-屈服點

參考資料來源：網路-屈服強度

③ 為什麼把屈服點作為結構鋼材靜力強度承載力極限

原因是屈服點是指在此點，材料在此一外力作用下,產生不可逆變形。
回鋼材或試樣在拉答伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

④ 為什麼說屈服點Q，抗拉強度和伸長率是建築用鋼的重要技術性能指標呢

鋼材在外力作用下產生變形，當取消外力後，能恢復原來形狀不產生永久變形的性質，稱為鋼材的彈性。鋼材在拉伸過程中，當荷載超過彈性極限後，將產生塑性變形。此時，力與變形不再成正比，變形較力增長為快，到達臨界點後鋼材開始暫時皮則市區抵抗變形的能力，稱為屈服。外力不增加而變形繼續增加，鋼材屈服的這段時間點，出現一個最高點和一個最低點，設計中一般一下屈服點作為強度取值的依據。 抗拉強度表示鋼材在拉力作用下瞎答，抵抗破壞的最燃神棚大能力。當屈服階段的變形增加到一定程度以後，外力繼續增加，曲線隨之上升，變形隨之增大，鋼材進入強化階段。當曲線到達最高點時，相對應的最大荷載，除以原始橫截面面積，所得的應力，稱為抗拉強度。 伸長率是指時間被拉斷後，所增加的長度與原來長度的比值。

⑤ 為什麼取屈服點作為鋼材強度的標准值

鋼材材料的屈服點具有典型意義，屈服點可以大概理解為某種材料最多能回（允許）承受多答大力量（按單位受力面積估算）。屈服點的作用是可以在設備設計或工程設計選鋼材材料時，先大概估算一下某種材料是否能承受特定的作用力，如果判斷基本合適，然後再做詳細受力計算。這都是在「常溫」的特定條件下，不考慮高溫條件下的情況。

⑥ 為什麼說屈服點Q，抗拉強度和伸長率是建築用鋼的重要技術性能指標呢

原因：

（1）通常的結構抗震用鋼除了要求具有高的強度和良好的塑性外，還要考慮鋼的應變時效敏感性、脆性轉變溫度、低周疲勞抗力和焊接等性能。低屈服點鋼主要用於製作消能阻尼器，其抗震方式決定了鋼的性能要求。

具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恆定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。

（2）抗拉強度反映了材料的斷裂抗力。抗拉強度即表徵材螞塌料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應力之前，變形是均勻一致的，但超出之後，金屬開始出現縮頸現象，即產生集中變形；對於沒有（或很小）均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。

（3）伸長率是金屬導體製品的重要機械性能指標，是關系產品優劣和能承受外力大小的重要標志，抗拉強度及伸長率的大小與材料性質、加工方法和熱處理條件有關。以裸電線或裸導體為例進行伸長率試驗。

(6)為什麼屈服點是鋼材的性能指標擴展閱讀

1、抗拉強度的實際意義

（1）σb標志韌性金屬材料的實際承載能力，但這種承載能力僅限於光滑試樣單向拉伸的受載條件，而且韌性材料的σb不能作為設計參數，因為σb對應的應變遠非實際使用中所要達到的。如果材料承受復雜的應力狀態，則σb就不代表材料的實際有用強度。由於σb代表實際機件在靜拉伸條件下的最大承載能力，且σb易於測定，重現性好，所以是工程上金屬材料的重要力學性能標志之一，廣泛用作產品規格說明或質量控制指標。

（2）對脆性金屬材料而言，一旦拉伸力達到最大值，材料便迅速斷裂了，所以σb就是脆性材料的斷裂強度，用於產品設計，其許用應力便以σb為判據。

（3）σ的高低取決於屈服強度和應變硬化指數。在屈服強度一定時，應變硬化指數越大，σb也越高。

（4）抗拉強度σb與布氏硬度HBW、疲勞極限 之間有一定的經驗關系。

2、屈服點鋼的技術發展：

低屈服點鋼主要用於製作抗震用消能阻尼器(energydissipation damper), 也有文獻稱之為耗能阻尼器或者抗震設施(seismic control devices)、消能構件或加勁阻尼裝置(ADAS,added dampingandstiffness)等，或將消能減震稱之為耗能減震。

傳統的抗震設計，依靠建築物柱樑的變形來吸收地震能量，其主要結構件的變形在震後很難修復。而消能阻尼器利用自身的反復變形吸收地震能量，有效保護了主體建築的安全，並且這些阻尼器構件只是抗側力構件的一個組成部分，其屈服耗能不會影響結構的承重能力。

與其他減震材料相比，具有構造簡單、經濟耐用、震後更換方便和可靠性強等優點，既可用於新建築物的抗震，也可用於舊建築抗震能力的提高。目前採用低屈服點鋼製作的無約譽物答束柱、鋼剪力牆、各種類型的減震阻尼器和其他抗震設施在以日本為代表的很多國家得到廣泛推廣，並產生了大量相關的抗震設計技術。

研究顯示，無約束柱的芯部包含鋼管和砂漿以防止變形並對拉壓應力具有穩定的回復特性。全尺寸、大容量的無約束柱試驗已經證實了其回復特性及應力分布、二次彎矩效應和鋼管的安全性。用超高強度鋼和超低屈服慶慧點鋼製作的無約束柱已經用於製作新型的抗震結構件。

例如使用低屈服點鋼生產的彈塑性滯後型剪力鋼牆在大變形條件下能充分保持穩定，可以作為高韌性構件用於建築物的消能抗震。

Chen 等研究了低屈服點鋼剪力牆的周期性行為。在低屈服點鋼剪力牆系統中，採用低屈服點鋼板作鋼護板，傳統的結構鋼用作邊部框架，在交變載荷下進行了系列試驗研究，並測試低屈服點鋼剪力牆的剛性、強度、變形能力及消能作用。

同時分析了鋼板的寬厚比效應、剪力牆的連續性及邊部框架的柱樑連接設計等問題。結果顯示，所有測試的試樣均具有良好的消能作用，剛性剪力牆系統和框架剪力牆系統都有良好的變形能力。

此外，Susantha等以低屈服點鋼板的厚度和截面構造作為測試的主要變數,研究了低屈服點鋼改善鋼橋橋墩的延展性問題。結果表明，與無低屈服點鋼的橋墩相比,使用厚度合適的低屈服點鋼板加固的橋墩具有更好的延展性和消能作用。

參考資料來源：網路-屈服點

網路-抗拉強度

網路-伸長率

⑦ 鋼筋的屈服點有什麼用

鋼筋受力的四個階段，先是彈性階段，然後到達屈服點，進入屈服階段，這個階段特點是版鋼筋的應力不增權加，但是應變增大。也就是說強度不變然後應變增大到一定地步時，進入強化階段，這個階段鋼筋強度顯著提升，但是應變也增大。最後到達強化的頂點時，進入頸縮階段，這個階段強度下降，應變增加。
通俗的講就是，彈性快到頭了的時間點就是屈服點！

⑧ 為什麼說屈服點，抗拉強度和伸長率是建築工程用鋼的重要技術性能指

屈服點和抗拉強度決定了鋼筋何時結束彈性受力階段悶基，是結構受力計算的基本依據及指標。跡早
鋼筋的伸長率決定了鋼筋的塑性受力指標的好壞，不至在彈性受力階段結束後立刻被拉斷，是結構塑性的重要保證。這一指標是抗震設計時的姿罩雀鋼筋材料重要參數，是強條，黑體字哦。

⑨ 為什麼屈服強度在鋼結構中是一個重要指標

當應力超過彈性極限後，變形慶搏增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到B點後，塑性應變急劇增加，曲線出現一個波動的小平台，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服培搏點。由於下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力配差祥的指標，稱為屈服點或屈服強度

⑩ 對於有屈服點的鋼筋為什麼取其屈服強度作為強度限值

由於有屈服點的鋼材到達屈服點後會產生很大的塑性變形 導致結構構件可能在鋼材尚未進入強化階段就產生破壞或者產生很大的變形和過寬的裂縫 以致不能使用 所以對於有屈服點的鋼筋要取其屈服強度作為強度限值