تاثیر قدرت کششی بر سازه های فولادی

قدرت بازده چیست؟
درقدرت بازدهسطح فشاری است که در آن تغییر شکل پلاستیکی در فولاد تحت فشار کششی یا فشاری آغاز می شود.منحنی فشارهای فولادی یک بخش خطی آشکار را نشان می دهد، مرحله انعطاف پذیر نامیده می شود، پس از آن منحنی شروع به خم شدن می کند و وارد مرحله پلاستیکی می شود.ارزش تنش که در آن فولاد شروع به تغییر شکل پلاستیکی پایدار می کند.

توضیح مفصل قدرت بازده

قدرت بازده، که به عنوان محدودیت بازده نیز شناخته می شود، معمولاً با علامت δs استفاده می شود، ارزش استرس بحرانی برای بازده مواد است.

● برای مواد با پدیده ی آشکار درآمدی، مقاومت درآمدی، استرس در نقطه ی درآمدی (قیمت درآمدی) است.

●برای مواد که پدیده کشش آشکار نیست، فشار زمانی که انحراف مرزی رابطه خطی بین فشار و کشش به یک مقدار مشخص (معمولا 0.2٪ از طول گج اصلی)معمولاً به عنوان شاخص ارزیابی خواص مکانیکی و مکانیکی مواد جامد استفاده می شود و حد استفاده واقعی مواد است.چون گردن بندگي بعد از آن اتفاق مي افتد که فشار از حد بازده مواد فراتر رود، فشار افزایش می یابد و باعث می شود که مواد آسیب ببینند و قادر به استفاده عادی نباشند.

هنگامی که استرس از حد انعطاف پذیر فراتر می رود و وارد مرحله بازده می شود، تغییر شکل به سرعت افزایش می یابد. در این زمان، علاوه بر تغییر شکل انعطاف پذیر، برخی از تغییر شکل پلاستیکی نیز رخ می دهد.وقتی که فشار به نقطه B برسد، فشار پلاستیکی به شدت افزایش می یابد و فشار و فشار کمی نوسان می کند. این پدیده yielding نامیده می شود.اصطلاحات "نقطه بازده بالا" و "نقطه بازده پایین" به بالاترین و پایین ترین سویه ها در این مکان اشاره دارند.از آنجا که ارزش نقطه بازده پایین نسبتا پایدار است، به عنوان یک شاخص مقاومت مواد استفاده می شود، که نقطه بازده یا قدرت بازده (ReL یا Rp0.2) نامیده می شود.

برخی از فولادها (مانند فولاد با کربن بالا) هیچ پدیده ای آشکار در مورد کشش ندارند. فشار زمانی که مقدار کمی از تغییر شکل پلاستیکی (0.2٪) رخ می دهد معمولاً به عنوان قدرت کشش فولاد استفاده می شود.که به عنوان قدرت بازده مشروط نامیده می شود.

اول، تشريح قدرت انحراف ماده. The deformation of materials is divided into elastic deformation (the original shape can be restored after the external force is removed) and plastic deformation (the original shape cannot be restored after the external force is removed، و شکل تغییر می کند، طول می کشد یا کوتاه می شود).

استانداردهای قدرت بهره برداری

در پروژه های ساخت و ساز سه استاندارد بهره برداری رایج وجود دارد:

● استرس نهایی متناسب: بالاترین استرس بر روی منحنی کشش که با یک رابطه خطی مطابقت دارد. اغلب با σp در سطح بین المللی بیان می شود.مواد به عنوان شروع به بهره وری در نظر گرفته می شود..

● نمونه ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ی مرطوب کننده ایدر سطح بین المللی معمولا توسط Rel نمایندگی می شود.هنگامی که استرس از Rel فراتر می رود، مواد شروع به تسلیم می کنند.

●قوه بازده بر اساس تغییر شکل باقیمانده مشخص شده است. به عنوان مثال، فشار تغییر شکل باقیمانده 0.2٪ معمولاً به عنوان قدرت بازده استفاده می شود و نماد آن Rp0 است.2.

عوامل تاثیرگذار بر قدرت بهره

عوامل داخلی

1اندازه دانه و مرزهای دانه:

اندازه دانه ها و مرزهای دانه ها بر قدرت تولید مواد تاثیر می گذارند.مواد با اندازه دانه های کوچکتر و مرزهای دانه های بیشتر دارای قدرت بازده بالاتر هستند زیرا مرزهای دانه می توانند حرکت انحراف را به خطر بیندازند، به این ترتیب افزایش قدرت مواد.

2نقایص شبکه:
نقص های شبکه شامل نقص های نقطه ای (مانند خالی ها، ناخالصی ها و غیره) و نقص های خط (مانند انحرافات و غیره) می باشد.وجود نقص های شبکه باعث کاهش قدرت کششی مواد می شود زیرا آنها می توانند به عنوان نقطه شروع برای انحرافات عمل کنند، باعث می شود که مواد مستعد تغییر شکل پلاستیکی باشند.

3. مواد آلاینده:
اضافه کردن عناصر آلیاژ می تواند ساختار شبکه و ویژگی های قدرت مواد را تغییر دهد.اضافه کردن عناصر آلیاژ باعث افزایش قدرت تولید مواد می شود.به عنوان مثال، اضافه کردن عناصر کربن می تواند قدرت تولید فولاد را افزایش دهد.

4. مواد کثیف:
وجود ناخالصی ها بر ساختار شبکه و ویژگی های عملکرد مواد تاثیر می گذارد و در نتیجه بر مقاومت تولید مواد تاثیر می گذارد.هرچه محتوای ناخالصی کمتر باشد، هرچه قدرت تولید مواد بیشتر باشد.

5فرآیند ذوب:
فرآیند ذوب کردن تأثیر مهمی بر ساختار دانه و مورفولوژی سازمانی مواد دارد که به نوبه خود بر مقاومت محصول مواد تأثیر می گذارد.فرآیند ذوب معقول می تواند ساختار شبکه و فرم سازمانی خوب را بدست آورد، در نتیجه افزایش مقاومت محصول مواد.

عوامل خارجی

1دما:
درجه حرارت یکی از عوامل مهم خارجی است که بر مقاومت کششی مواد تأثیر می گذارد. به طور کلی، با افزایش درجه حرارت، مقاومت کششی مواد کاهش می یابد.این به این دلیل است که دمای بالا ارتعاش اتم ها یا یون های موجود در ماده را افزایش می دهد، در نتیجه مقاومت بلوری مواد را کاهش می دهد.

2. نرخ کشش:
نرخ کشش به سرعت تغییر شکل یک ماده در هنگام بارگذاری اشاره دارد. نرخ کشش بالا به طور کلی باعث افزایش مقاومت کشش مواد می شود.در حالی که میزان کم کشش باعث کاهش قدرت تولید می شوداین به این دلیل است که بارگذاری با سرعت بالا باعث افزایش تراکم انحلال در مواد می شود و در نتیجه قدرت بهره را افزایش می دهد.

3رطوبت و خوردگی:
رطوبت و محیط خوردگی بر حالت سطح و ترکیب شیمیایی مواد تاثیر می گذارد و در نتیجه بر مقاومت تولید مواد تاثیر می گذارد. به ویژه برای مواد فلزی،رطوبت و خوردگی، خستگی خوردگی و شکنندگی هیدروژن مواد را تسریع می کند.، که منجر به کاهش قدرت محصول می شود.

4جهت بارگیری:
مقاومت کششی یک ماده معمولاً با جهت بارگذاری تغییر می کند. در شرایط بارگذاری یک طرفه، مقاومت کششی یک ماده ممکن است با جهت بارگذاری تغییر کند.به خصوص برای مواد آنیزوتروپ.

5-پريستريس:
فشار پیش از بارگذاری به فشار ایستاتیک اعمال شده بر روی ماده قبل از بارگذاری اشاره دارد. فشار پیش از بارگذاری مناسب می تواند قدرت کششی مواد را افزایش دهد و باعث افزایش ظرفیت تحمل بار شود.

6شرایط محیط زیست:
شرایط محیطی، مانند محتوای اکسیژن، تشعشع و غیره، همچنین می تواند بر مقاومت محصول مواد تأثیر بگذارد. به ویژه در شرایط محیطی شدید، مانند ارتفاع بالا،محیط های زیر آب یا رادیواکتیو، قدرت تولید مواد ممکن است به شدت تحت تاثیر قرار گیرد.

عواقب تجاوز از قدرت تولید سازه فولادی چیست؟

1افزایش انحراف پلاستیکی:
پس از تجاوز از قدرت بهره، ساختار فولادی وارد مرحله پلاستیکی می شود، که منجر به تغییر شکل پلاستیکی می شود. این بدان معنی است که ساختار دچار تغییر شکل بزرگ می شود،که ممکن است منجر به عدم ثبات ساختاری یا شکست شود.

2. تشويش زيادي:
بعد از تجاوز به قدرت کششی، تغییر شکل ساختار افزایش می یابد،که ممکن است باعث انحراف و تغییر شکل ساختار بیش از الزامات طراحی شود و بر استفاده عادی از ساختار تأثیر بگذارد.

3. از دست دادن قدرت
پس از تجاوز به قدرت تولید، قدرت فولاد ممکن است کاهش یابد، ساختاری را در معرض شکست یا فروپاشی تحت بار های بعدی قرار دهد.

4عدم ثبات محلی:
پس از تجاوز از قدرت کششی، عدم ثبات ممکن است در قسمت های محلی ساختار فولاد، مانند خم شدن، عدم ثبات خم شدن یا عدم ثبات خم شدن و چرخش رخ دهد.که ثبات کل ساختار را تهدید می کند.

5شکاف و آسیب:
پس از تجاوز از قدرت بهره، ترک ها ممکن است در ساختار رخ دهد، که منجر به آسیب محلی یا شکست کلی می شود.ایمنی و قابلیت اطمینان ساختار به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد..

چگونه قدرت تولید فولاد را در طراحی سازه کنترل کنیم؟

1انتخاب مواد مناسب:
انتخاب مواد فولادی مناسب اولین گام برای کنترل قدرت تولید فولادی است.مواد فولادی با مقاومت مناسب انتخاب می شوند تا اطمینان حاصل شود که ساختار می تواند نیازهای قدرت را در شرایط استفاده عادی و حالت نهایی برآورده کند..

2. کنترل اندازه برش متقابل:
کنترل مقاومت کششی از طریق طراحی مناسب اندازه برش متقابل. افزایش اندازه برش متقابل یک پرتگاه می تواند ظرفیت تحمل و قدرت کشش آن را افزایش دهد.اجازه می دهد که آن را به تحمل بار بزرگتر.

3کنترل طول و شرایط پشتیبانی از پرتو:
طول و شرایط پشتیبانی از پرتو تاثیر مهمی بر قدرت کششی آن دارد. با طراحی منطقی طول و شرایط پشتیبانی از پرتو،انحراف و غلظت استرس پرتو می تواند کاهش یابد، به این ترتیب قدرت بازده آن را کنترل می کند.

4. جمع بندی بار را در نظر بگیرید:
ترکیب های مختلف بار را در طراحی در نظر بگیرید، از جمله بارهای دائمی، بارهای متغیر، بارهای لرزه ای و غیره.تا اطمینان حاصل شود که قدرت کشش پرتو می تواند نیازهای تحت شرایط مختلف کار را برآورده کند.

5طراحی مناسب اتصال:
طراحی اتصالات بین بیام ها و پشتیبانی ها، ستون ها و سایر اجزای آنها نیز بر قدرت تولید آنها تأثیر می گذارد.اطمینان حاصل شود که قدرت و سفتی کانکتورها می تواند الزامات طراحی را برآورده کند تا از عدم ثبات محلی یا شکست بهره جلوگیری شود.

6کنترل کیفیت سختگیرانه
در طول فرآیند تولید و نصب پرتو های متقاطع،کیفیت مواد و تکنیک های پردازش به شدت کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که قدرت واقعی پرتوهای متقاطع با الزامات طراحی مطابقت دارد..