举例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施
举例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施
在焊接设计中，减小应力集中的构造措施可以通过以下几个例子来解释：
1. 避免尖锐的角：在设计中应尽量避免出现尖锐的角落或突然的尺寸变化。这些位置容易引起应力集中，导致焊接后产生裂纹或者在使用过程中发生疲劳断裂。例如，可以将直角改为圆角，这样可以有效地降低应力集中。
2. 增加过渡区：通过在应力集中区域增加过渡区，如加装圆角、倒圆角、凹槽、凸台等，也可以有效地降低应力集中的程度。
3. 增加材料厚度：在厚度变化较大的区域，增加材料厚度可以显著提高构件的承载能力，降低应力集中的程度。但是，需要注意的是，增加厚度也会导致构件重量增加，因此需要综合考虑。
4. 加强局部区域：对于局部区域存在应力集中的构件，可以通过加强局部区域来提高构件的承载能力。例如，可以通过增加肋、柱、支撑等来提高构件的局部承载能力。
5. 合理选择焊接顺序：在焊接过程中，合理的焊接顺序可以有效地减小焊接变形和应力集中。例如，先焊接收缩量较大的焊缝，然后再焊接收缩量较小的焊缝，这样可以减小总的收缩量，降低应力集中。
6. 减小焊缝尺寸：在满足设计要求的前提下，尽量减小焊缝尺寸可以降低焊接工作量和焊接变形，从而减小应力集中。
7. 预留收缩余量：在焊接过程中，焊缝会收缩。在设计时预留收缩余量，可以保证焊后构件的尺寸满足设计要求，减小应力集中。
以上措施都可以减小焊接中的应力集中，具体采用哪种措施需要根据实际情况进行选择。同时，这些措施也可以提高焊接结构的可靠性和安全性。
焊接结构学知识重点
《焊接结构学》重点归纳 第一章 绪论 1、焊接结构的优点：（1）焊接接头系数大；（2）水密性和气密性好；（3）重量轻，省材料；（4）厚度基本不受限制；（5）结构设计简单；（6）生产周期短，成本低。 2、焊接结构的特点： （1）焊接结构的应力集中范围比铆接结构大； （2）焊接结构是非均匀体，焊接接头具有较大的性能不均匀性； （3）焊接结构具有较大的焊接应力和变形； （4）焊接结构的整体性强，止裂性差； （5）焊接结构对材料敏感； （6）焊接接头对温度敏感。 第三章 焊接应力和变形 1、内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。 2、内应力分类：按照分布范围可分为宏观内应力、微观内应力和超微观内应力。 按产生机理可分为温度应力（热应力）、残余应力、相变应力和安装应力。 热应力是由于构件受热不均匀产生的。 3、基本概念 （1）焊接瞬时应力：随焊接热循环过程而变化的应力。 （2）焊接残余应力：焊后在室温条件下，残余在构件中的内应力。 （3）焊接瞬时变形：随焊接热循环过程而变化的变形。 （4）焊接残余变形：焊后在室温条件下，残留在工件上的变形。 4、内部变形率：T εεε-e = 若|ε|<εs ，则为弹性变形，恢复到原始T 0时，长度不变。 若|ε|>εs ，则为弹性变形、塑性变形，若ε<0，则为压缩变形；若ε>0，则为拉伸变形，恢复到原始T 0时，长度比初始长度减小△L p 。 5、影响焊接应力与变形的主要因素 （1）焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度。 影响因素包括焊缝的尺寸、数量、位置、母材的热物理性能（导热系数、比热及热膨胀系数）和力学性能（弹性模量、屈服极限）、焊接工艺方法（气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等等）、焊接规范参数（电流、电压、速度、预热温度、焊后缓冷及焊后热处理等）、施焊方法（直通焊、跳焊、分段退焊等）。 （2）焊件本身的刚度和受到周界的拘束程度，也就是阻止焊缝及其附近产生热变形的程度。 影响因素包括焊件的尺寸和形状、胎夹具的应用、焊缝的布置及装配焊接顺序等。 焊接构件在拘束小的条件下，焊接应力大，变形小；反之，焊接应力小，变形大。 6、焊接残余变形的种类：纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形、螺旋变形。 7、影响纵向残余应力的因素： （1）材料的热物理性能：热膨胀系数 相同条件下变形大小：铝>不锈钢>低碳钢 （2）焊接工艺方法 CO2气保焊的变形比焊条电弧焊的小 （3）焊接参数：电流、电压、速度、预热温度
各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了
各种焊接裂纹成因特点及防止措施，这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治方法进展具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同〔低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等〕，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不一样。目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。〔1〕结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中〔含S，P，C，Si骗高〕和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，剩余液体金属缺乏，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短脆性温度区的X围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当参加Mo、V、Ti、Nb等元素；在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。〔2〕近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成
物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹根本上是一致的。特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度。〔3〕多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中参加提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金〔包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及某些奥氏体不锈钢〕，他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位，其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面，可以选用细晶粒钢。在工艺方面，选用较小的线能量，选用较高的预热温度并配合以后热措施，选用低匹配的焊接材料，防止应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区，但有些金属，如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下，配合以拉应力，便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分
减小或消除焊接残余应力的措施
减小或消除焊接残余应力的措施 焊接残余应力是指焊接工艺中产生的一种内应力，它是由于瞬间加热和冷却引起的材料体积变化不均匀而产生的。焊接残余应力可能会导致焊接件变形、裂纹、疲劳等问题，因此减小或消除焊接残余应力是非常重要的。下面将介绍几种常用的措施。 1. 合理设计焊接结构 焊接残余应力的产生与焊接结构的设计有关，因此合理的焊接结构设计是减小或消除焊接残余应力的基础。在设计焊接结构时，应避免出现大的焊缝长度、焊缝尺寸和焊缝间距，尽量采用对称结构和简化结构，减少焊接接头数量和长度。此外，合理选择焊接方法和工艺参数也可以减小焊接残余应力。 2. 控制焊接热输入量 焊接热输入量是指焊接过程中所输入的热量，它对焊接残余应力的大小有着重要影响。当焊接热输入量过大时，会加剧焊接残余应力的产生。因此，在焊接过程中应控制焊接热输入量，采用适当的焊接电流和焊接速度，避免过热和过快的焊接。 3. 采用适当的预热和后热处理 预热是指在焊接之前对焊接材料进行加热处理，以提高其温度，从
而减小焊接残余应力的产生。预热可以使材料的温度均匀分布，减少焊接过程中的温度梯度，从而减小焊接残余应力。后热处理是指在焊接完成后对焊接件进行加热或冷却处理，以消除残余应力。预热和后热处理的温度和时间应根据具体材料和焊接工艺参数进行合理选择。 4. 采用适当的填充材料和焊接方法 填充材料的选择和焊接方法的应用也对焊接残余应力的大小有着重要影响。合适的填充材料可以改变焊接材料的熔化温度和热导率，从而减小焊接残余应力的产生。而选择适当的焊接方法，如脉冲焊接、激光焊接等，也可以减小焊接残余应力。 5. 控制焊接过程中的冷却速率 焊接过程中的冷却速率也会影响焊接残余应力的大小。当冷却速率过快时，焊接件表面和内部的温度差异会增大，从而加剧焊接残余应力的产生。因此，在焊接过程中应控制冷却速率，避免过快的冷却。 减小或消除焊接残余应力是焊接工艺中非常重要的一项任务。通过合理设计焊接结构、控制焊接热输入量、采用适当的预热和后热处理、选择合适的填充材料和焊接方法，以及控制焊接过程中的冷却速率，可以有效地减小或消除焊接残余应力，提高焊接件的质量和
钢结构焊接变形防治措施
钢结构焊接变形防治方法 作为钢结构制作和连接的主要技术，焊接已经被广泛应用于钢结构的制作和安装工艺之中。然而，焊接中产生的变形问题不仅影响了钢结构的外观和使用性能，如果严重的话甚至会导致焊件报废，给企业造成直接经济损失。特别是在大型钢结构件的焊接作业中，这一问题表现得尤其突出。有鉴于此，必须对焊接变形不同类型和原因进行全面分析，并采取有力措施控制焊接变形量，以确保不断提高生产效率和钢结构工程质量，降低企业生产成本。 1 焊接变形的基本类型分析和原因分析 焊接变形的基本类型。所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程中，由于施焊电弧高温引起的变形，以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在这两类变形中，焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素，也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形。在这些变形类型中，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。 ②焊接变形产生的原因分析。钢结构刚度：刚度是指结构体对拉伸方向和弯曲变形的抵抗能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺寸的大小。例如，工字钢截面和纵向桁架变形量，主要取决于其横截面面积的弦杆截面大小的部分。再如，工字型、丁字型或其他形状的型钢的弯曲变形量主要取决于截面的抗弯刚度。焊接连接缝位置和数量：当钢结构刚度不足时，在设计焊接连接缝位置和数量时，应在结构体对称安排，且焊接顺序是合理的，构件只能产生线性变形;当焊缝为不对称的安排，产生的多为弯曲变形。焊接工艺：焊接电流偏大、焊条直径较粗，使得焊接速度缓慢，可能导致焊接变形大;厚钢板焊接时，手工焊接方法比自动焊接方法引起的变形量较小；采用多层焊接工艺时，首层的焊缝收缩变形最大，第二和第三层焊接变形量分别是首层的20％和5％?10％。也就是说，多层焊接的层数越多，焊接变形越明显；断续式焊缝与连续焊缝相比收缩变形量小；对接式焊缝的横向收缩变形量比纵向收缩变形量大2至4倍;焊接顺序不当或在没有焊接妥当分部构件时就进行整体组装焊接，很容易产生焊接变形。因此，为了防治焊接变形，在焊接施工过程中必须制订合理的工艺措施。 2 钢结构焊接变形防治 2.1 焊接节点构造设计 ①控制焊缝的数量和大小。钢结构焊缝数量多、尺寸大，焊接时的热输入量也越多，造成的焊接变形也更大。因此，在钢结构焊接节点构造设计时，应设法控制焊缝的数量和大
钢结构问答题及答案
1、何谓应力集中？应力集中对钢材的机械性能有何影响？ 2、1、答：实际上钢结构构件中存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及 钢材内部缺陷，此时构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成所谓的应力集中。3、通过哪些设计措施可以减小焊接残余应力和焊接？ 2答：1、焊接位置的合理安排；2、焊缝尺寸要适当；3、焊缝数量宜少；4、应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉；5、尽量避免在母材厚度方向的收缩应力3、焊接残余应力对结构性能有哪些影响？ 3、答：1、降低结构刚度；2、降低或消除焊缝中的残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施；3、对构件的疲劳强度有明显不利的影响。 4、抗剪的普通螺栓连接有哪几种破坏形式？用什么方法可以防止？ 4、答：1、当栓杆直径较小，板件较厚时，栓杆可能先被剪断；2、当栓杆直径较大，板件较薄时，板件可能先被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这种破坏较作螺栓的承压破坏；3、板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉断；4、端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。第1、2种破坏形式可进行抗剪螺栓连接的计算，第3种破坏形式要进行构件的强度计算；第4种破坏形式有螺栓端距≥2d0来保证。 5、可以采用钢材的极限强度作为设计吗?如果不可以，采用什么作为设计?为什么?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定? 5、答：不可以。屈服强度作为设计强度标准值。因为钢材过了屈服强度后，会有一定的延伸率，这段时期钢材的强度会低的。对无明显屈服点的钢材，其设计强度应以极限强度的75%来定。 6、焊脚尺寸是越大越好还是越小越好?为什么?
减少焊接应力与变形的工艺措施主要有
减少焊接应力与变形的工艺措施主要有： 一、预留收缩变形量 根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量， 以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 二、反变形法根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接 变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。 三、刚性固定法 焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固 定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好 的低碳钢结构。 四、选择合理的焊接顺序 尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开 的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用 逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形合理的装配 和焊接顺序。具体如下： 1）先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝； 2）焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法，分段逐步退焊法。 交替焊法； 3）焊件焊接时要先将所以的焊缝都点固后，再统一焊接。能够提高焊接 焊件的刚度，点固后，将增加焊接结构的刚度的部件先焊，使结构具 有抵抗变形的足够刚度； 4）具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊使各焊道引起的变形相互抵消； 5）焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。； 6）采用对称与中轴的焊接和由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。 7）在焊接结构中，当钢板拼接时，同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝。应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。 8）在焊接箱体时，同时存在着对接焊缝和角接焊缝时，要先焊接对接焊 缝后焊接角接焊缝。 9）十字接头和丁字接头焊接时，应该正确采取焊接顺序，避免焊接应力集中，以保证焊缝获得良好的焊接质量。对称与中轴的焊缝，应由内向外进行对称焊接。 10）焊接操作时，减少焊接时的热输入，（降低电流、加快焊接速度、）。 11）焊接操作时，减少熔敷金属量（焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、
钢结构基本原理题库
钢结构基本原理题库 选择题 1、钢材的抗剪设计强度 v f 与f 有关，一般而言 v f =( A )。 A ： ； B ： ； C ：3f ； D ： 3f 2. 规范对钢材的分组是根据钢材的（ D ）确定的。 A ： 钢种； B ：钢号； C ：横戴面积的大小； D ：厚度与直径 3. 钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由(D)等于单向拉伸时的屈服点决定的。 A ： 最大主拉应力； B ：最大剪应力 ； C ：最大主压应力； D ：极限强度折算应力 4. 某构件发生了脆性破坏，经检查发现在破坏时构件内存在下列问题，但可以肯定其中（D ）对该破坏无直接影响。 A ： 钢材的屈服点过低； B ：构件的荷载增加速度过快 ； C ：存在冷加工硬化 ； D ：构件有构造原因引起的应力集中 5. 应力集中愈严重，钢材也就变得愈脆，这是因为(B) A ：应力集中降低了材料的屈服点 ； B ：应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束 ； C ：应力集中处的应力比平均应力高 ； D ：应力集中降低了钢材的抗拉强度 6. 某元素严重降低钢材的塑、韧性，特别是在温度较低时促使钢材变脆。该元素是(B)。 A ：硫 ； B ：磷 ； C ：碳； D ：锰 7. 最易产生脆性破坏的应力状态是(B)。 A ：单向压应力状态 ； B ：三向拉应力状态 ； C ：二向拉一向压的应力状态； D ：单向拉应力状态 8. 进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按(A) A ：标准荷载计算 ； B ：设计荷载计算 ； C ：考虑动力系数的标准荷载计算 ； D ：考虑动力系数的设计荷载计算 9．轴心受压杆件应该满足一定的刚度要求，即（C ）。 A ．n N f A ≤ B ． N f A ?≤ C ． []λλ≤ D ． b b t t ??≤???? 10．格构式轴心压杆中的缀条应该按照（B ）计算。 A ．轴心受拉构件 B ． 轴心受压构件 C ． 受弯构件 D ． 偏心受力构件 11．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中，确定轴心受压构件的整体稳定系数的柱子曲线有（D ）条。
第三章连接课后习题参考答案
第三章连接课后习题参考答案 焊接连接参考答案一、概念题3．1从功能上分类，连接有哪几种基本类型？3．2焊缝有两种基本类型—对接坡口焊缝和贴角焊缝，二者在施工、受力、适用范围上各有哪些特点？3．3对接接头连接需使用对接焊缝，角接接头连接需采用角焊缝，这么说对吗？3．4hf和lw相同时，吊车梁上的焊缝采用正面角焊缝比采用侧面角焊缝承载力高？3．5为何对角焊缝焊脚尺寸有最大和最小取值的限制？对侧面角焊缝的长度有何要求？为什么？【答】（1）最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过小，否则焊接时产生的热量较小，致使施焊时冷却速度过快，导致母材开裂。《规范》规定：hf≥1.5，式中： t2——较厚焊件厚度，单位为mm。 计算时，焊脚尺寸取整数。自动焊熔深较大，所取最小焊脚尺寸可减小1mm； T形连接的单面角焊缝，应增加1mm； 当焊件厚度小于或等于4mm时，则取与焊件厚度相同。 （2）最大焊脚尺寸：为了避免焊缝区的主体金属“过热”，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，角焊缝的焊脚尺寸应满足式中：t1——较薄焊件的厚度，单位为mm。 （3）侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度lw≤60hf。若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘与腹板的连接焊缝，可不受上述限制。
3．6简述焊接残余应力产生的实质，其最大分布特点是什么？3．7 画出焊接H形截面和焊接箱形截面的焊接残余应力分布图。 3．8贴角焊缝中，何为端焊缝？何为侧焊缝？二者破坏截面上的应 力性质有何区别？3．9规范规定：侧焊缝的计算长度不得大于焊脚尺寸 的某个倍数，原因何在？规范同时有焊缝最小尺寸的规定，原因何在？ 3.10规范禁止3条相互垂直的焊缝相交，为什么。 3.11举3～5例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施。 3.12简述连接设计中等强度法和内力法的含义。 3.13对接焊接时为什么采用引弧板？不用引弧板时如何考虑？在哪 些情况下不需计算对接焊缝？3.14试判断下图所示牛腿对接焊缝的最危 险点3.15焊缝质量检验是如何分级的？【答】《钢结构工程施工质量验 收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级 焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准； 一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符 合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸， 内部无损检验检查内部缺陷。 二、计算题2．1已知两块等厚不等宽的钢板用焊透的对接焊缝连接，焊接中采用引弧板。钢板材料为Q345钢。焊缝承受变化轴力作用（标准值），Nma某=+1600KN,Nmin=+240KN,试：分别按《桥规》和《钢规》对 于对接焊缝进行强度验算。 循环次数按2某106，焊缝等级为一级。 【解】由于对接焊缝承受变化轴力作用，必须先确定其疲劳容许应力，然后进行强度验算。
防止和减小焊接应力的措施有哪几种
防止和减小焊接应力的措施有哪几种? [ 标签：焊接应力,措施] 任时光匆匆流回答:2 人气:7 提问时间:2011-01-07 19:22 答案 利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力 焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。据 利用预热法来控制焊接残余应力 构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。 利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力 焊接时，加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”，加热的部位就称之为“减应区”。 利 利用高温回火来消除焊接残余应力 由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点，而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时，应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力，则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度，所以一般所取的回火温度接近于这个温度。 1、整体高温回火将整个构件放在炉中加热到一定温度，然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉，这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。 回火时间随构件厚度而定，钢按每毫米壁厚l~2min计算，但不宜低于30min，不必高于3h，因为残余应力的消除效果随时间迅速降低，所以过长的处理时间是不必要的。 2、局部高温回火只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火，此方法设备简单，常用于比较简单的、刚度较小的构件，如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。 利用温差拉伸法来消除焊接残余应力 温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同，主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
实用应力集中手册
实用应力集中手册 摘要： 一、引言 1.应力集中的概念 2.应力集中对工程结构的影响 3.实用应力集中手册的目的和意义 二、应力集中基本原理 1.应力分布特点 2.应力集中系数 3.影响应力集中的因素 三、应力集中分析方法 1.数值分析方法 2.实验研究方法 3.工程经验估算方法 四、应力集中的防止与减轻措施 1.设计优化 2.材料选择 3.构造措施 五、典型工程案例分析 1.案例一：桥梁结构应力集中 2.案例二：隧道工程应力集中
3.案例三：高压输电塔应力集中 六、实用应力集中手册应用实例 1.实例一：混凝土结构应力分析 2.实例二：钢结构应力分析 3.实例三：复合材料结构应力分析 七、总结与展望 1.实用应力集中手册的贡献 2.应力集中研究领域的发展趋势 3.对未来研究的展望 正文： 一、引言 随着我国工程建设的快速发展，结构安全已成为人们关注的焦点。应力集中现象在工程结构中普遍存在，它可能导致结构破坏、性能退化等问题。为了更好地了解和解决应力集中问题，实用应力集中手册应运而生。本手册旨在为工程技术人员提供有关应力集中方面的理论知识、分析方法、应用实例和防治措施等，以提高工程结构的安全性和可靠性。 二、应力集中基本原理 1.应力分布特点 应力集中是指在受力物体中，由于几何形状、边界条件或材料性质的变化，导致应力分布发生异常现象。在工程结构中，应力集中通常表现为应力峰值的出现。 2.应力集中系数
应力集中系数是描述应力集中程度的一个重要参数，它表示实际应力与均匀应力分布之间的比值。应力集中系数越大，应力集中现象越严重。 3.影响应力集中的因素 影响应力集中的因素主要包括几何参数、材料性能、边界条件等。在实际工程中，通过合理设计、选用合适的材料和采取适当的构造措施，可以有效地减小应力集中效应。 三、应力集中分析方法 1.数值分析方法 数值分析方法是目前应力集中分析的主要手段，包括有限元分析、边界元分析等。这些方法可以较为准确地计算应力分布，为工程设计提供依据。 2.实验研究方法 实验研究方法是通过实验室模拟和现场试验来研究应力集中现象。实验结果可以验证理论分析和数值计算的正确性，为实际工程提供参考。 3.工程经验估算方法 工程经验估算方法是基于大量工程实践总结出的经验公式和图表，适用于初步设计和工程估算。虽然其精度相对较低，但在工程实践中具有一定的指导意义。 四、应力集中的防止与减轻措施 1.设计优化 通过优化设计，可以有效地减小应力集中效应。设计优化方法包括形状优化、尺寸优化和材料优化等。 2.材料选择
钢结构思考题及答案
钢结构思考题及答案 绪论： 校内钢结构 泥沙馆南端：钢屋架结构 土木系新结构实验室：平板网架结构土木系新结构实验室：平板网架结构 中央主楼加层工程：钢框架结构 体育中心：钢拱索支结构 游泳跳水馆：钢网壳结构游泳跳水馆：钢网壳结构 紫荆公寓7#楼：轻钢框架结构 西门汽修车间：金属波纹拱型屋面 极限状态法中，荷载和抗力的分项系数是否均大于1.0 ，那些情况下小于1.0 ？答：一般来说，结构抗力的分项系数应该大于1，其抗力都是对结构稳定有利，故而为保证结构的可靠一般取一个较低值，即用按标准值计算的结构抗力除以一个大于1.0的分项系数。荷载则有两种情况，一种是对结构不利，这时候分项系数应大于1.0，当其效应对结构 有利时取1.0，对抗倾覆和滑移有利的可取0.9。 两种计算方法采用的公式中，各项的含义有何不同，各怎样确定？ 结构和构件由于塑性变形而使几何形状发生显著改变，虽未到达最大承载能力，但已彻底不显著改变，虽未到达最大承载能力，但已彻底不能使用，应属于那种极限状态？ 答：属于承载力极限状态。 1）承载能力极限状态包括：构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆 2）正常使用极限状态包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏（包括组合结构中混凝土裂缝
承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变形而使其几何形状发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到这种极限状态。疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的承载能力极限状态。 正常使用极限状态可理解为结构或结构构件达到使用功能上允许的某个限值的状态。例如某些构件必须控制变形、裂缝才能满足使用要求，因过大的变形会造成房屋内部粉刷层剥落，填充墙和隔断墙开裂及屋面积水等后果。过大的裂缝会影响结构的耐久性。过大的变形、裂缝也会造成用户心理上的不安全感。（建筑结构设计的极限状态是什么） 钢结构材料： 1、钢材的弹性、线弹性、弹塑性、理想弹塑性、非线性概念的区别？ 答：弹性是钢材在受到外力作用，应力的增或减相应地引起应变的增或减，除去作用力之后并能够恢复原来形状的特性；线弹性为作用应力较低时，应力的变化与应变的变化成正比关系，并且卸除荷载后钢材的变形完全恢复，没有残余应力变形；施加的应力超过弹性极限，此时钢材的变形包括弹性和塑性变形两个部分，其中塑性变形在卸除荷载后不再恢复，因此有残余形变，即钢材的弹塑性是指钢材在外力施加的同时立即产生全部变形，而在外力解除的同时，只有一部分变形立即消失，其余部分变形在外力解除后却永远不会自行消失的性能；理想弹塑性是弹塑性的一种简化，在屈服前应力与应变按线性关系变化，一旦屈服，即进入塑性流动状态，且流动应力不随应变量变化；指强化阶段和颈缩阶段，应力与应变的关系不再呈现线性。 (1)举例说明钢构件截面产生应力集中的原因，举例说明工程中减小应力集中程 度的构造措施。 答：原因：构件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变时，应力不均匀，力线变曲折。 措施：构件中尽量避免截面突变；选用质量优良的钢材。 （1）要尽量避免应力较大部位安排应力集中严重的结构，如螺纹、横孔、
焊接结构学重点归纳全
《焊接结构学》重点归纳 1.焊接结构的优点:(1)焊接接头强度高;(2)焊接结构设计灵活性大;(3)焊接接头密封性好;(4)焊前准备工作简单;(5)易于结构的变更和改型;(6)焊接结构的成品率高. 焊接结构的缺点:(1)存在较大的焊接应力和变形;(2)对应力集中敏感;(3)焊接接头的性能不均匀. 2.内应力：所谓内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力. 3.内应力的分类:按其分布范围可分为三类:宏观内应力,微观内应力,超微观内应力. 按其产生机理分类:热应力(温度应力),残余应力,相变应力,相变残余应力. *热应力是由于构件不均匀受热所引起的. 4.焊接残余应力的分类:(1)纵向残余应力;(2)横向残余应力;(3)厚板中的残余应力;(4)拘束状态下焊接的内应力;(5)封闭焊缝引起的内应力;(6)相变应力. 5.纵向应力沿板材横截面上的分布表现为中心区域是拉应力,两边为压应力,拉应力和压应力在截面内平衡. 6.横向残余应力产生的直接原因是来自焊缝冷却时的横向收缩,间接原因是来自焊缝的纵 向收缩. 7.焊接残余应力的影响:(1)内应力对静载强度的影响;(2)内应力对刚度的影响;(3)内应力对杆件受压稳定性的影响;(4)内应力对构件精度和尺寸稳定性的影响;(5)内应力对应力腐蚀开裂的影响. 8.焊接残余变形的分类:(1)纵向收缩变形;(2)横向收缩变形;(3)挠曲变形;(4)角变形;(5)波浪变形;(6)错变变形;(7)螺旋形变形. 9.焊接变形的危害影响:(1)需要进行校正,耗工耗时;(2)比较复杂的变形的校正工作量可能比焊接工作量还要大,而有时变形太大,造成废品;(3)增加了机械加工工作量,同时也增加了材料消耗.焊接变形的出现还会影响构件的美观和尺寸精度,并且还可能降低结构的承载能力,引发事故. 10.纵向收缩引起的挠曲变形:当焊缝在构件中的位置不对称,即焊缝处于纵向偏心时，所引起的收缩力Ff是偏心的.因此,收缩力Ff不但使构件缩短,同时还造成构件弯曲. 11.焊缝对于整个构件的中性轴对称,并不意味着在组焊的过程中始终是对称的.因为,随着组焊过程的进行,构件的中性轴位置和截面惯性矩是变化的.这也意味着,通过变化组焊的顺序,有可能对挠曲变形进行调整. 12.波浪变形:薄板所承受的压应力超过某一临界值,就会出现波浪变形,或称为压曲失稳变形. 13.焊接错边:是指两被连接工件相对位置发生变化,造成错位的一种几何不完善性. 产生原因:错边可能是装配不当造成的,也可能是由焊接过程造成的.焊接过程造成错边的主要原因之一是热输入不平衡;焊缝两侧的工件刚度的差异也会引起错边,刚度小的一侧变形位移较大,刚度大的一侧位移小,因而造成错边. 14.焊接残余应力的测量: 1.焊接残余应力的破坏性测量: (1)单轴焊接残余应力的测量:①切条法;②弹性变形法. (2)双轴焊接残余应力的测量:①切块法;②钻孔法;③盲孔法;④套孔法. (3)三轴焊接残余应力的测量. 2.焊接残余应力的非破坏性测量:(1)X射线衍射法;(2)中子衍射法. 3.相似关系. 15.焊接残余应力与变形的调控措施：
焊接的六大缺陷及其产生原因、危害、预防措施
一、外观缺陷 外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾，在母材部份形成的凹陷或者沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因：是电弧热量太高，即电流太大，运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低构造的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。 咬边的预防：矫正操作姿式，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热缺陷未熔化的母材上或者从
焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿式不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物阻塞。 防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。 C、凹坑 凹坑指焊缝表面或者反面局部的低于母材的部份。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短期停留造成 的(此时的凹坑称为弧坑) ，仰立、横焊时，常在焊缝反面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积，弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置，选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短期停留或者环形摆动，填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或者断续的沟槽。填充金属缺陷是产生未焊满的根本原因。规范太弱，焊条过细，运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。
第三章连接课后习题参考答案
焊接连接参考答案 一、概念题 3．1 从功能上分类，连接有哪几种基本类型？ 3．2 焊缝有两种基本类型—对接坡口焊缝和贴角焊缝，二者在施工、受力、适用范围上各 有哪些特点？ 3．3 对接接头连接需使用对接焊缝，角接接头连接需采用角焊缝，这么说对吗？ 3．4 h f 和lw 相同时，吊车梁上的焊缝采用正面角焊缝比采用侧面角焊缝承载力高？ 3．5 为何对角焊缝焊脚尺寸有最大和最小取值的限制？对侧面角焊缝的长度有何要求？为 什么？ 【答】（1）最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过小，否则焊接时产生的热量较小，致使施焊时冷却速度过快，导致母材开裂。《规范》规定：h f ≥1.52t ，式中： t 2——较厚焊件厚度，单位为mm 。 计算时，焊脚尺寸取整数。自动焊熔深较大，所取最小焊脚尺寸可减小1mm ；T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm ；当焊件厚度小于或等于4mm 时，则取与焊件厚度相同。 （2）最大焊脚尺寸：为了避免焊缝区的主体金属“过热”，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，角焊缝的焊脚尺寸应满足 12.1t h f 式中： t 1——较薄焊件的厚度，单位为mm 。 （3）侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度l w ≤60h f 。若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘与腹板的连接焊缝，可不受上述限制。 3．6 简述焊接残余应力产生的实质，其最大分布特点是什么？ 3．7 画出焊接H 形截面和焊接箱形截面的焊接残余应力分布图。 3．8 贴角焊缝中，何为端焊缝？何为侧焊缝？二者破坏截面上的应力性质有何区别？ 3．9 规范规定：侧焊缝的计算长度不得大于焊脚尺寸的某个倍数，原因何在？规范同时有 焊缝最小尺寸的规定，原因何在？ 3.10 规范禁止3条相互垂直的焊缝相交，为什么。 3.11 举3～5例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施。 3.12 简述连接设计中等强度法和内力法的含义。 3.13 对接焊接时为什么采用引弧板？不用引弧板时如何考虑？在哪些情况下不需计算对 接焊缝？ 3.14 试判断下图所示牛腿对接焊缝的最危险点 3.15 焊缝质量检验是如何分级的？ 【答】《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。
噪声的危害和控制教案
教学目标 一、知识与技能 1.结合实际了解噪声的来源和危害； 2.通过自身体会并实际操作，知道防治噪声的途径。 二、过程与方法 通过观察和体验、探究实验，了解防治噪声的途径和思路。 三、情感态度与价值观 通过学习培养学生的环保意识，培养学生对社会的责任感和道德观念。 教学重点 噪声的危害和怎样减弱噪声。 教学难点 联系实际，寻求减弱噪声的途径，提高学生环境保护的意识。 教学设施 闹钟、泡沫塑料垫、空塑料包装盒、棉花、耳塞等。 教学方法 自主学习、实验探究教学法。 教学过程 一、创设问题的情境，引入新课 请学生先听下列声音材料，再谈听了后的感受： 1.播放视频《茉莉花》 利用示波器展示并对比上述乐音和噪声的波形图，使学生了解噪声波形。 你更喜欢哪种声音 教师指出：噪声影响着人们的身心健康，噪声污染是当代社会的四大公害之一。 本堂课让我们围绕“噪声”来了解三个问题： (1) 噪声的来源；(2) 噪声的等级与危害；(3) 控制噪声的途径。（板书本课题及小标题） 二、师生共同活动，进行新课 1.噪声的来源 (1) 播放噪声的来源课件，学生讨论、分析，找出噪声的主要来源： ①交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。 ②工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。 ③施工噪声：筑路、盖楼、打桩声等。 ④社会生活噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声等。
(2) 师生总结、板书：交通运输噪声；工业噪声；施工噪声；④社会生活噪声。 2.噪声的等级和危害 (1) 学生自学活动： 阅读本课文第二部分，解决下面问题： ①找出噪声的等级是按什么划分的？0dB的意思是什么？ ②不同等级的噪声对人们产生的危害是怎样的？ ③认真理解P26的噪声的等级与危害。 (2) 教师板书： 常见的分贝值及噪声等级值：0dB、50dB、70dB、90dB。 (3) 师生游戏：测分贝值 教师使用分贝仪现场测出学生小声说话的分贝值、男、女生大声说话的分贝值。 (4) 学习反馈：分贝值连线练习 0dB 20dB 50dB 70dB 90dB 影响工作引起听觉的最弱声音悄悄话损坏听力影响休息、睡眠 3.控制噪声的途径 噪声污染对人体是有危害的，我们该如何减弱噪声呢？ (1) 学生探究活动：如何减弱闹钟的噪声？ 问题：教师提供一个吵闹的闹钟做噪声源，要求学生设计减弱噪声的活动方案。 学生方案1：…… 学生方案2：…… 学生方案3：…… 学生现场实施：…… 学生交流实验效果、总结减弱噪声的方法：…… 教师对学生活动的评价． (2) 教师板书：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。 (3) 教师补充介绍：实际生活中控制噪声的方法和工具（如：耳塞、隔音屏、防护林、摩托车的消音器等）。（视频材料） (4) 学习反馈：找出上述实例中减弱噪声的方法。 三、课堂小结 本节课主要学到了什么？ 知识： 1.噪声的来源：（1）交通运输噪声；（2）工业噪声；（3）施工噪声；（4）社会生活噪声。 2.常见的噪声值：0dB、20 dB 、50 dB、70 dB、90 dB．