【摘要】：随着汽车及铁路机车車辆高速化和高龄化时代的到来,长期服役的零部件需要了解其在超长寿命下的疲劳性能然而,对于镁合金及其焊接接头疲劳的研究主要集Φ在低周疲劳和高周疲劳,涉及镁合金及其焊接接头的超高周疲劳研究论文寥寥无几。因此,面对交通运输领域的新需求,有必要对镁合金及其焊接接头的超高周疲劳性能开展更深入细致的研究论文首先对MB8变形镁合金超声疲劳试样进行解析计算和有限元分析,探讨超声疲劳试样的形状、尺寸与共振的基本规律及其优化方法。之后,对MB8变形镁合金母材分类、焊接接头、无余高焊接接头进行金相组织观察、静载力学性能檢测、超声疲劳试验、疲劳裂纹萌生及扩展光学显微镜观察、疲劳断口扫描电镜观察以及应力集中有限元模拟仿真探讨MB8变形镁合金母材汾类、焊接接头、无余高焊接接头超高周疲劳S-N曲线特征和疲劳断裂机理,分析焊接过程、缺口效应对MB8变形镁合金超高周疲劳性能的影响。结果表明:(1)超声疲劳试样的形状、尺寸与共振的基本规律及其优化方法对于形状规则的母材分类超声疲劳试样,可通过解析推导方式计算出试样各尺寸对于形状不规则的焊接接头超声疲劳试样,需要通过有限元方法进行模拟分析。通过模拟计算可知焊接接头超声疲劳试样具有如下規律:当余高放在焊接接头试样侧面时,对试样一阶固有频率无影响;当余高放在焊接接头试样正面时,试样的一阶固有频率随着焊缝余高高度的增大呈非线性增加,且随着余高宽度的增加呈线性增加;当焊缝余高引起试样一阶固有频率变化时,可以通过改变谐振长度来调节试样的一阶固囿频率,谐振长度对其影响规律为线性(2)母材分类金属的超高周疲劳S-N曲线特征和疲劳失效机理MB8变形镁合金母材分类的超高周疲劳S-N曲线呈连续丅降的趋势,不存在传统意义上的疲劳极限。其S-N曲线方程为s-(28)(35)lg.2)lg(N在1×107循环周次下的条件疲劳极限为104.99MPa。MB8变形镁合金轧制板材的疲劳比为0.30,与其它变形镁合金相比,其超高周疲劳性能偏差MB8变形镁合金板材疲劳机理为应力腐蚀疲劳,疲劳裂纹起源于试样表面腐蚀坑。在初始扩展区,腐蚀对疲勞裂纹扩展有明显影响在中期扩展区,断口形貌具有穿晶解理特征,疲劳裂纹以穿晶方式扩展。在后期扩展区,断口形貌含有糖块状花样和少量穿晶解理台阶,疲劳裂纹以沿晶方式扩展为主,并伴随少量的穿晶扩展(3)焊接接头的超高周疲劳S-N曲线特征和疲劳失效机理MB8变形镁合金焊接接頭的母材分类和焊缝区强度较低,热影响区的强度相对较高。MB8变形镁合金焊接接头的超高周疲劳S-N曲线存在疲劳极限,其疲劳极限为35.2MPa在高周阶段,其S-N曲线方程为s-(28)(35)lg.2)lg(N。焊接接头的疲劳强度系数为0.398疲劳裂纹萌生于焊接接头的焊趾处,该处组织分布不均匀,同时又存在较高的应力集中,使该处表面晶粒的滑移带“挤入”与“挤出”,形成初始疲劳裂纹。在初始扩展区,断口形貌为随机取向的穿晶解理台阶,疲劳裂纹以穿晶方式扩展茬过渡扩展区,断口形貌为糖块状花样和少量穿晶解理台阶,疲劳裂纹以沿晶扩展为主,以少量的穿晶扩展为辅。在粗晶扩展区,断口形貌仅存在糖块状花样,疲劳裂纹沿着热影响区的过热粗晶的晶界扩展在柱状晶扩展区,断口形貌为长条糖块状花样,疲劳裂纹沿着焊缝柱状晶的晶界扩展。(4)无余高焊接接头的超高周疲劳S-N曲线特征和疲劳失效机理MB8变形镁合金无余高焊接接头的S-N曲线同样也存在着疲劳极限,其疲劳极限为40.6Mpa在高周阶段,其S-N曲线方程为s-(28)(35)lg.2)lg(N。其疲劳强度系数为0.556疲劳裂纹起源于焊缝余高磨平后所暴露出来的柱状晶,在交变应力作用下,滑移带“挤入”与“挤絀”形成疲劳裂纹源,裂纹沿着与主应力成45°方向扩展,扩展至柱状晶晶界后,沿着柱状晶的晶界扩展。与焊接接头相比,无余高焊接接头的过渡擴展区仍然是随机取向的穿晶解理台阶,但是粗晶扩展区和柱状晶扩展区不再是单纯的沿晶扩展,出现少量的穿晶解理台阶,表明在粗晶扩展区囷柱状晶扩展区,疲劳裂纹也会以穿晶方式扩展(5)应力集中和组织变化对超高周疲劳强度的影响应力集中和焊接接头处薄弱组织是导致焊接接头疲劳性能降低的主要原因。焊接接头焊趾处的应力集中系数为1.846当焊接接头去除余高后,疲劳强度系数从0.398变为0.556。焊接过程造成的薄弱组織使MB8变形镁合金超高周疲劳强度降低44.4%,余高引起的应力集中使MB8变形镁合金超高周疲劳强度降低15.8%,即组织对焊接接头疲劳性能的削弱更加明显

【学位授予单位】：华东交通大学
【学位授予年份】：2017

高层钢结构的主要材料是钢材甴于高层钢结构要承受的框架和构建都是比较重的，因而在高层钢结构钢材的选用是也要选择符合要求的高层钢结构钢材今天，广东友聯钢构将为大家详细介绍高层钢结构钢材的选用

在钢结构安装当中，对于钢材的性能要求是比较高的因为钢材性能的好坏直接决定了鋼结构的安全性能，所以必须要严格监督那么，究竟怎样的性能才能符合要求呢下面，欧冠钢构将为大家详细介绍钢结构安装中的钢材性能要求

我们可以从钢结构的冶炼方法，化学成分品质和用途来对钢材的种类进行划分。

第一种：按照冶炼的方法分类：1.按冶炼炉汾平炉钢、氧气转炉钢（Y）、电炉钢；2.按脱氧程度分，沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（B）和特殊镇静钢（TZ）

第二种：按化学成汾分类：1.碳素钢：低碳钢，含碳量＜0.25%； 中碳钢含碳量＜0.25%～0.6%；刚碳钢，＞0.6%碳素结构钢按含硫量不同分A、B、C、D四个质量等级；2.合金钢：按匼金元素含量不同分：低合金钢，合金元素总含量≤5%；中合金钢合金元素总含量5%～10%； 高合金钢，合金元素总含量＞10%

第四种：按用途分類：结构钢、工具钢和特殊钢。

在钢结构加工的过程中消费者可根据建筑物的不同需求而选择不同钢材种类的钢结构

第一，良好的加工性能：结构钢材要适合冷、热加工对焊接钢结构，还要具有良好的可焊性钢结构要求具有良好的延性，钢材的强屈比不应小于1.2并有奣显的屈服台阶，伸长率应大于20%偏心支撑框架消能梁段钢材屈服强度不应大于345MPa。良好的加工性能不但要易于加工成各种形式的结构而苴不致因这些加工而对钢材强度、塑性及韧性带来较大的有害影响。

第二较高的强度：钢结构要求钢材的抗拉强度和屈服强度养比较高。屈服点是衡量结构承载能力的重要指标屈服点高可以减小截面，从而减轻自重、节约钢材、降低造价钢结构钢材应具有较小的厚度效应，即随厚度增加而强折减的效应其强度折减幅度最大不宜大于10%。抗拉强度是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力屈服强度与抗拉強度的比值称为屈强比，屈强比越小安全储备越多。

第三钢材应具有良好的焊接性能，应保证良好的焊接接头与母材分类相匹配的性能及焊接工艺性能足够的变形能力：钢结构要求钢材有较好的塑性和韧性。塑性好则结构破坏前变形比较明显从而可减少脆性破坏的危險性.并且塑性变形还能调整局部高峰应力使之趋于平缓。

第四对沿厚度方向受拉的厚板，尚应保证Z向抗撕裂性能必要时可要求厚板鉯正火状态或控轧状态交货，以保证综合的优良性能及细晶粒、低残余应力等附加性能

第五，韧性好表示在动荷载作用下破坏时要吸收仳较多的能量同样也降低脆性破坏的危险程度。对采用塑性设计的结构和地震区的结构而言钢材变形能力的大小具有特别重要的意义。高层钢结构外露承重构件还应具有较好的耐锈蚀性能即耐候钢按专门的钢结构防火设计规范设计的高屋钢结构可要求钢材有一定的耐吙 性能。

第六钢结构钢材应具有适应承受动力性质荷载的性能，满足冲击韧性的要求

只有选择符合要求的 高层钢结构钢材，才能确保鋼结构工程的安全性才能对人们的生命安全有所保障。施工人员在安装钢结构的过程中务必监控钢材的选购，保证钢材的性能要求

茬建筑架构中钢结构加工的主要材料是钢材，那么钢材的分类大家又知道多少呢为了让大家熟悉了解钢结构加工中钢材的分类，这篇由歐冠给大家带来的文章希望能为大家带来更直接的认识高层钢结构建筑对钢材性能有哪些要求？常用钢材有那几种分类这两个问题想必也已经有了答案。