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钢材的弹性应变怎么求

发布时间:2025-06-19 11:37:59

1. 钢筋试验时应变速率为0.008/s是什么意思 没有单位不是蛮清楚 怎么转换成Mpa/s的呢 高手们帮下忙

这个也是根据公式直接反算,抗折强度=荷载X支座距离(450)/试件长/宽/高(版150/150/150)。基于欧拉法权和有限应变理论解析的方网格计算方法: 根据有限应变的理论,不同的应力加载可以获得相同的应变结果。

试验机不能时时刻刻检测钢筋中的拉力,因为不同的材料的强度不同、截面面积不同,拉力机不能根据拉力来控制速度,再说了,就拿钢筋来说,拉力也不是一直不变的,弹性阶段每拉伸1mm拉力值较大,屈服阶段每拉伸1mm拉力值增长不大。


(1)钢材的弹性应变怎么求扩展阅读:

一般植筋72小时后,可采用拉力计(千斤顶)对所植钢筋进行拉拔试验加载方式见右图。为减少千斤顶对锚筋附近混凝土的约束,下用槽钢或支架架空,支点距离≥max(3d,60mm)。然后匀速加载2∽3分钟(或采用分级加载),直至破坏。

破坏模式分为钢筋破坏(钢筋拉断)、胶筋截面破坏(钢筋沿结构胶、钢筋界面拔出)、混合破坏(上部混凝土锥体破坏,下部沿结构胶、混凝土界面拔出)3种,结构构件植筋,破坏模式宜控制为钢筋拉断。

当做非破坏性检验时,最大加载值可取为0.95Asfyk。抽检数量可按每种钢筋植筋数量的0.1%确定,但不应少于3根。

2. Q235拉伸实验

钢材的拉伸实验,用规定形式和尺寸的标准试件,在常温200Ci5℃条件下,按规定的加载速度在拉力实验机上进行。用于x一y函数记录仪记录试件的应力——应变曲线。图2—1是Q235钢的典型应力——应变曲线,纵坐标为应力σ=N/A,横坐标为应变ε=△L/L。(△Lo/L分别为试件的标距长度和标距长度的伸长量)
1.弹性阶段(OB段)
钢材处于弹性阶段,即应力与应变呈线性关系σ=E·ε·E为该直线段的斜率也称为钢材的弹性模量,E=2.06
X
10SN/mm2。月点的应力op称为比例极限(弹性极限)。
2.弹塑性阶段(BC段)
当施加的应力σ>σp大于弹性极限后,钢材的应力应变呈曲线关系。这时钢材的变形包括弹性和塑性两部分,其中塑性变形在卸载后不再恢复。在塑性阶段变形增长率比应力快,曲线上任一点的切线斜率为该点的切线模量Et=da/de,切线模量随应变增加而降低,直到应力
达到屈服强度为止(曲线上C点)
3.屈服阶段(CD段)
当施加的应力越过C点后,曲线呈屈服平台。钢材的应力不再增大,而在某一确定值人(屈服强度)附近上下波动。应变却在持续增长,即变形模量为零。钢材呈屈服状态,相应的应变幅度称为流??植那??逼溆αι舷奕顺莆?锨??悖黄溆αο孪辠yd称为下屈服点。
4.强化阶段(DG段)
钢材经历了屈服阶段的变形后,内部晶粒重新排列,又恢复了继续承载的能力。应力一应变曲线呈上升趋势,直至达到G点,此阶段称为钢材的强化阶段。G点的应力ou称作钢材的抗拉强度(极限强度)。
5.颈缩阶段(GH段)
当试件应力超过ou以后,在承载力最薄弱的截面处,横截面急剧收缩,塑性变形迅速增加,荷载下降直到拉断的过程叫做颈缩阶段。
上述五个阶段是低碳钢单向拉伸实验σ~ε曲线的典型特征,说明低碳钢具有理想的弹塑性。而高碳钢单向拉伸实验则没有明显的屈服阶段。
在工程实践中,钢材具有两种性质完全不同的破坏形式,一种呈塑性破坏,另一种呈脆性破坏。
塑性破坏是构件在破坏前有较大的塑性变形,断裂后断口呈纤维状,色泽发暗。由于破坏前有明显的变形,容易及时发现及采取措施,减少损失。脆性破坏是构件在破坏前变形很小,破坏前没有任何预兆,破坏突然发生,断口平直呈光泽的晶粒状。由于脆性破坏突然,没有预兆,故经济损失严重,在设计与施工时要特别注意预防脆性破坏。
二、钢材的基本性能
设计钢结构时,要根据结构的性质适当的选用钢材和指标保证项目。下面分别叙述钢材的各项基本机械性能
1.强度
钢材的强度指标由弹性极限oc,屈服极限σy和抗拉极限σu,设计时以钢材的屈服强度为基础,屈服强度高可以减轻结构的自重,节省钢材,降低造价。抗拉强度σu是钢材破坏前所能承受的最大应力,此时的结构因塑性变形很大而失去使用性能,但结构变形大而不垮,满足结构抵抗罕遇地震时的要求。σu/σy值的大小,可以看作钢材强度储备的参数。
2.塑性
钢材的塑性一般指应力超过屈服点后,具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率φ
伸长率δ是应力一应变曲线的最大应变值,等于试件拉断后,原标距间长度的伸长值与原标距比值的百分率。一般以l。/d。=5为标准试件。此时的伸长率δs按下式计算:
断面的颈缩率是指试件拉断后,颈缩的断面面积缩小值与原截面积比值的百分率,按下式计算:
http://www.buildbook.com.cn/ebook/2007/B10020817/2.html

3. 如ε)换算成应力(MPa)

当涉及到材料的力学性质时,应变与应力之间的关系可以用一个简单的公式来表达:应力(MPa)等于应变(με)乘以材料的弹性模量。弹性模量E是一个关键参数,对于钢材来说,其典型值为2.01 GPa。这里需要解释的是,με代表微应变,它是长度变化的度量单位,即长度相对变化量的百万分之一。换算公式可以写成:应力 = 应变(με) × E (MPa)。因此,要将微应变转换成应力,只需将微应变数值乘以材料的弹性模量,结果将以兆帕(MPa)为单位呈现。

例如,如果你有一个钢材样品,其微应变为100 με,而其弹性模量为2.01 GPa(等同于2010 MPa),那么计算应力的步骤如下:应力 = 100 με × 2010 MPa。这样做可以得到应力的具体数值,从而了解材料在受到微小形变时承受的压力。

4. 怎样计算钢材的弹性模量

材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏规律的一门学科,其重要性在于可以为材料的设计和使用提供理论依据。本文将介绍材料力学中的一些基本概念和公式,并结合实例进行应用。

一、应力和应变

应力是指物体受到的力在单位面积上的大小,通常用符号σ表示,单位为帕斯卡(Pa)。应力的公式为:

σ=F/A

其中,F为物体受到的力,A为物体受力面积。

应变是指物体在受到应力作用下发生的变形程度,通常用符号ε表示,其公式为:

ε=ΔL/L

其中,ΔL为物体受力后发生的长度变化,L为物体原始长度。

二、弹性模量

弹性模量是材料的一种力学性质,它描述了材料受到应力时的弹性变形程度。弹性模量通常用符号E表示,单位为帕斯卡(Pa)。其公式为:

E=σ/ε

弹性模量越大,说明材料的弹性越好,即在受到应力后能够迅速恢复原状。

三、泊松比

泊松比是材料的另一种力学性质,它描述了材料在受到应力时沿着一个方向的收缩程度与沿着垂直方向的膨胀程度之比。泊松比通常用符号ν表示,其公式为:

ν=-εy/εx

其中,εy为材料在受到应力时沿着垂直方向的应变,εx为材料在受到应力时沿着一个方向的应变。

四、应用实例

下面我们以一根钢杆为例,介绍材料力学公式的应用。

1.计算钢杆的应力

假设一根钢杆受到1000N的拉力作用,其直径为10mm,求钢杆的应力。

解:首先计算钢杆的横截面积:

A=πr2=π(5mm)2≈78.54mm2

然后应用应力公式,计算钢杆的应力:

σ=F/A=1000N/78.54mm2≈12.73MPa

因此,钢杆的应力为12.73MPa。

2.计算钢杆的应变

假设钢杆的长度为1m,其受力后长度变化为0.1mm,求钢杆的应变。

解:应用应变公式,计算钢杆的应变:

ε=ΔL/L=0.1mm/1000mm=0.0001

因此,钢杆的应变为0.0001。

3.计算钢杆的弹性模量

假设钢杆的应力为10MPa,应变为0.001,求钢杆的弹性模量。

解:应用弹性模量公式,计算钢杆的弹性模量:

E=σ/ε=10MPa/0.001≈10GPa

因此,钢杆的弹性模量为10GPa。

4.计算钢杆的泊松比

假设钢杆在受到应力时沿着垂直方向的应变为0.0005,沿着一个方向的应变为0.001,求钢杆的泊松比。

解:应用泊松比公式,计算钢杆的泊松比:

ν=-εy/εx=-0.0005/0.001=-0.5

因此,钢杆的泊松比为-0.5。

5. 弹性模量e等于多少

弹性模量公式:E=( F/S)/(dL/L)。在弹性变形阶段,材料的应力和应变呈正比,比例系数即为弹性模量。对一根细杆施加拉力F,得到的线应力为F/S,线应变则为dL/L。线应力与线应变之比即为杨氏模量E。对于体积应变,体积应力p导致体积变化dV/V,体积模量K则由体积应力除以体积应变得出。通常情况下,金属材料的弹性模量指的是杨氏模量。应力是单位面积受到的力,应变是变形量与原长度的比值。弹性模量定义为应力除以应变,计算公式为E=σ/ε,其中E代表弹性模量,σ表示应力,ε表示应变。弹性模量是描述物质弹性特性的物理量,包括杨氏模量、剪切模量和体积模量等。弹性模量的单位是帕斯卡(Pa),即每平方米的压力。
复合材料弹性模量的计算公式涉及纤维和基体的截面积以及应力与应变的关系。假设应变为ε,则复合材料的拉力可表示为εE1A1 + εE2A2 = εE(A1 + A2) = F。因此,弹性模量E可以表示为E1V1 + E2V2 / (V1 + V2)。
弹性模量是材料抗弹性变形的能力,也是材料刚度的一个指标。钢材的弹性模量约为2.06x10^11 Pa或206 GPa。弹性模量取决于材料的化学成分,并受温度影响,但与材料的组织变化、热处理状态无关,且与材料的缠绕形状有一定关系。例如,将已知弹模的钢丝缠绕成弹簧会改变其弹模。
在单位转换中,1 MPa等于145 psi、10.2 kgf/cm²或10 bar,而1 psi等于0.006895 MPa、0.0703 kgf/cm²或0.0689 bar。1巴等于0.1 MPa、14.503 psi或1.0197 kgf/cm²,而1大气压等于0.101325 MPa、14.696 psi或1.0333 bar。

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