弯曲变形中已有塑性变形试问是否可以避免塑形变形？

2025-03-04 11:44:15

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回答1：

纯弹性设计对钢结构来说太过保守，钢材是一个很好的弹塑性体，所以考虑一小部分塑性状态还是可以接受的。塑性发展系数就是综合考虑钢材的塑性而给出的。简而言之,弹性计算时截面满足平截面假定,截面中仅一点或一线达到屈服强度.塑性发展可使一定面积范围内同时达屈服强度,当然此时不能满足平截面假定.计算仍然按平截面假定时的公式,但除以大于1的塑性发展系数,是一种简化计算方式。在计算梁抗弯强度时，对直接承受动力荷载作用的受弯构件，不考虑截面塑性变形的发展，以边纤维屈服作为极限状态。对承受静力荷载或间接承受动力荷载作用的受弯构件，考虑截面部分发展塑性变形，为了防止过大的非弹性变形，通常限定截面部分发展塑性的深度约为界面高度的10-20%，并通过截面塑性发展系数来体现。塑性发展系数得值可以通过查表求得。 “残余应力“是实际轴心受压构件与理想轴压杆相比所存在的主要缺陷之一。产生残余应力的主要原因是外界条件引起了不均匀的塑性变形。残余应力的存在是压干部分材料提前屈服，导致抗弯刚度EI降低，从而对其稳定承载能力产生不良影响。对需要计算疲劳的梁，不考虑梁塑性发展。钢结构一般是按静定杆系结构考虑的，除了强度和稳定之外，还要考虑变形，即控制挠度和位移。控制变形也是在控制塑性发展。截面系数是用于描述零件截面形状对零件受力，受弯矩，受扭矩等影响的物理量。其是机械零件和构件的一种截面几何参量，旧称截面模量。它用以计算零件、构件的抗弯强度和抗扭强度，或者用以计算在给定的弯矩或扭矩条件下截面上的最大应力，在力学计算中有着很大的作用。一般截面系数的符号为W，单位为毫米，截面的抗弯和抗扭强度与相应的截面系数成正比。截面形状系数是梁截面极限弯矩值与屈服弯矩值的比值，一般用于结构的塑性分析。屈服弯矩可用边缘屈服准则求得，而极限弯矩需要全截面屈服弯矩，亦即产生塑性铰的弯矩。对于矩形截面是1.5，圆形截面1.7. 塑性发展系数是考虑构件截面再受力时截面有一定的塑性发展,有一定塑性发展的截面弯矩与截面边缘达刚到屈服应力时的截面弯矩的比值定义为截面塑性发展系数,考虑到截面在受力时不能无限制的应用塑性,所以规范规定对于一定的截面只利用一部分截面塑性,规范对于给定的截面给出了截面塑性系数的值.弹性计算时截面满足平截面假定,截面中仅一点或一线达到屈服强度.塑性发展可使一定面积范围内同时达屈服强度,当然此时不能满足平截面假定.计算仍然按平截面假定时的公式,但除以大于1的塑性发展系数,是一种简化计算方式钢管抗弯强度计算最大弯曲正应力的计算公式是：σ=M/（γx*Wnx）。其中：M是钢管承受的最大弯矩； γx――截面的塑性发展系数；对于钢管截面，取为1.15， Wnx――钢管净截面模量，也称为净截面抵抗矩。如果截面没有削弱，可以通过钢结构设计手册中的型钢表格查到，如果截面有削弱，可以根据材料力学的公式根据截面尺寸通过计算公式计算得到。截面塑性发展系数只使用于受弯构件中，在轴心受压构件中不需要考虑塑性，所以不需用考虑。而且对于需要计算疲劳的梁，也不考虑塑性发展如H型钢： H型钢截面r=1.10-1.17之间，r随着截面尺寸不同而变化；对于双轴对称工字形截面rx=1.05，ry=1.2 截面形状系数和塑形发展系数有何区别截面塑性发展系数：构件截面部分进入塑性阶段后的截面模量与弹性阶段截面模量的比值。

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