為什麼採用鋼材的屈服點fy作為

㈠ 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。

㈡ 選擇屈服點作為鋼材強度計算依據的原因是什麼

因為材料應力達到屈服點以後，材料開始「流動」，變形迅速增大，之後材料雖然開始硬化，但其硬化強度不能利用，而作為強度儲備，保證結構安全。故強度計算以屈服點為依據。

㈢ 為什麼以鋼材的屈服強度作為靜力強度設計

1. 以鋼材的屈服強度標准值作為靜力強度設計的標准值是近代設計方法採用的；版

2. 過去沒有按照極限權狀態計算承載能力之前，曾採用過『許用應力』方法，它是以鋼材的極限強度值作為依據，除以大於1的系數後作為靜力強度設計值。由於鋼材種類不斷增多，應力與應變關系復雜，結構變形沒法統一在某個區間，因而安全度難於等效一致；

3. 抗震需要柔韌性好的鋼材都是低碳結構鋼，假設以下屈服點之後的強度值作為設計值，那麼，結構的容許變形標准就規定得過分大，這大大影響使用人的舒適度，甚至不滿足正常使用；

4. 極限狀態計算方法中的承載能力極限狀態與正常使用極限狀態是匹配的，不採用屈服強度標准值作基礎來確定材料強度設計值的結果就會使兩種極限狀態不匹配。給工程帶來安全與浪費之間不能兼顧的協調困難；

5. 必須說明，鋼材的屈服強度標准值並不是靜力計算強度的設計值！例如，HRB400級的屈服強度標准值是400N/mm²,而其強度設計值是360N/mm²! 見GB50010-2010《混凝土結構設計規范》

㈣ 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。

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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

㈤ 衡量鋼材力學性能的常用指標有哪

衡量鋼材力學性能的四大指標：
1.
強度：鋼材在外力作用下，抵抗過大(塑性)變形和斷裂的能力。應力所能達到的某些最大值，也是材料本構關系曲線上的某些應力特徵點。
指標：屈服點fy(σs)
極限強度fu(σb)
彈性：鋼材在外力作用下產生變形，在外力取消後恢復原狀的性能。
指標：比例極限fp，彈性極限fe，彈性模量e
σ＜fy
理想的彈性體：變形小且可恢復，且有強度儲備
σ≥
fy
理想的塑性體：變形大且不可恢復，也沒有強度儲備
所以一般可將鋼材視為理想的彈塑性材料。通常取屈服點作為強度標准值，而且取受拉和受壓的屈服點相同。一則極限強度與屈服點之間的強度差作為儲備，留有強度餘地；二則屈服點對應的應變(宏觀為變形)很小，可以滿足正常使用的要求，而極限強度對應的應變(變形)很要大近20倍左右，無法滿足正常使用的要求。
2.
塑性：鋼材受力斷裂過程中發生不能恢復的殘余變形的能力。
指標：伸長率
說明：因標距不同，有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d)，但後一種已基本上不再採用，一則兩者共存容易產生混淆，二則可節省試件鋼材。
斷面收縮率
後者與標距無關，表徵塑性較前者更好，但測量誤差較大。塑性越好，越不容易發生脆性斷裂，受力過程中，應力和內力重分布就越充分，設計就越安全，破壞前的預兆越明顯。z向(厚度方向性能)鋼板就是採用厚度方向拉伸的斷面收縮率作為性能級別的劃分依據。
3.
冷彎性能：常溫下鋼材承受彎曲加工變形的能力。
將試件冷彎180o而不出現裂紋或分層。
定性指標：合格或不合格。
冷彎性能合格的鋼材才具有良好的常溫加工工藝性能。
4.
韌性：鋼材在沖擊荷載作用下，變形和斷裂過程中吸收機械能的能力。
綜合反映鋼材的內在質量及力學性能，是強度和塑性的綜合指標(σ～ε曲線和坐標軸圍成的面積)。是衡量鋼材抵抗因低溫、應力集中、沖擊荷載等作用而脆性斷裂的能力。
指標：沖擊功akv
原為梅氏(mesnager)u形缺口試件，現採用夏比(charpy)
v形缺口試件。