鋼結构脆性破坏的防止 GANGJIEGOU CUIXIENG POHUAI DE FANGZHI [美]M.E.香克主播 机械工业出版社
本书从材料、制造和設計三个方面简要地分析时输了各种因 素对脆性破坏的影响,并且提供了较多的实际数据和应用实例.
本书可供从事焊接秸构的設計、制造和检驗工作的工程技术 人具参考;也可供从事焊接秸构强度研究的工程技术人具和高等 学校焊接专业的师生参考.
M.E. Shank CONTROL OF STEEL CONSTRUCTION TO AVOID BRITTLE FAILURE Welding Research Council New York 1957 (模据美国弹接研充委员会1957年版即出) *** [美]M.E.香克主 鋼結构脆性破坏的防止 凌川 * 机核工业出版社出版(北京单或汽外南礼士路北口) (北京市书刊出版业营业件可出字第117号) 机械工业出版社印刷厂印刷 新华书店北京发行所发行各地新华书店經售 * 开本850×11681/32印張5字数125千字 1966年6月北京第一版1966年6月北京第一次印刷 印数0 001-4,300定价(科六)0.75元 * 薪一书号:150333965
原序 编纂一本由许多本行业中著名的工程师和治金学家共同编 写的书不是一件容易承担的工作,尤其是当主题牵涉到近年来 引人注意而且有热烈争论的课题之一的脆性破坏的时候.
看来, 脆性破坏仍属于在工程意义上还没有完全解决的问题;虽然,从 力学上研究,这一问题似乎已有相当的进展.
现在已有大量的关 于脆性破坏的文献.
这些文献涉及到材料、设计、制造和课题的 基本研究等方面.
其中有些是互相矛盾的,而各处发表的文献数 自叉多得只有专家才有能力进行合理的概括.
因此,从事实际工 作的工程人员、制造人员和设计人员就要求有一本能有效地评述 文献、清楚地说明各个重要因素、能作一般参考用而且能指导他 们在结构领域内工作的简要的书籍.
由于这些原因,编者深威到 编纂本书的工作的必要性和重要性.
当然,必须看到在钢材的脆性破坏领域内的研究工作和裂缝 扩展领域内的研究工作还在继续进行.
例如,最近的研究表明, 某些航空合金中的突然性的裂缝扩展的基本情况在许多地方是与 钢材的脆性破坏相类似的;虽然,这类合金是在通常所谓的塑性 状态下破坏的.
因此,整个情况还在发展着.
可以预期,在不久 的将来,通过设计、制造的改进,特别是采用更佳的材料,可以 进一步改善避免钢结构的脆性破坏的技术.
同时,我们认为本书在现有知识的基础上集中了钢铁工业、 制造和焊接工业中有经验的人员的意见;因此,也是比较切合实 际的.
M.E.香克 1956年9月6日魔省理工学院 本书系由焊接研究学会塑性委员会全体成员集体写的.
-罚者 08738
引言 大多数已有的室外的钢结构是在弹性状态假设的基础上设计 出来的,在这些结构中,二次应力,尤其是在由于设计或是制造 过程所造成的应力集中处的应力,是无法计算的.
大家习惯地认 为,假如环境要求的话,这些材料会通过局部屈服而表现出塑 性来.
过去一直是这样假设的:具有良好的由拉伸试验时的延伸 率和断面收缩所代表的静载塑性的材料,由于它的局部塑性行为, 是能够成功地满足实际工作中的条件的.
一般情况下,通常方法(弹性状态假设)所设计出来的结构, 是能够满意地工作的.
但偶尔也有这样的情况,即在像桥梁、船 只、压力容器和存器等大的铆接或焊接钢结构中发生了破坏, 而不是局部屈服.
往往这种破坏是脆性的;破坏时的塑性变形很 小甚或没有,破坏时吸收的能量也几乎等于零.
这种破坏的速度 很高,常常达到每秒钟几千吹.
虽然钢结构的脆性破坏并不是一个新的现象,但第二次世界 大战时某些焊接船只的破坏,使扩大在约束条件下的钢的行为的 知识显得更为需要了.
从那时起,积累了不少这方面的资料.
本 书的目的就是分析并评述这些资料,并加以整理,使之能用于通 常的设计中.
通常设计程序所包括的应力分析,即在既定载荷条件下的应 力计算,能判断结构或只是结构的一部分是否会在弹性失稳、塑 性破坏或疲劳的一定条件下发生破坏或失效.
在复杂的结构中必 须依靠判断,并辅之以已有的类似结构的工作经验.
通常是在材 料的抗拉性能及疲劳性能的基础上采取某一个安至系数,作为结 构中的设计(计算)应力所不应超越的强度的安全界限.
但是, ●在本书中屈服、流动和塑性变形是意义完全相同的,可以互相取代使用的 三个名.
一一罐者
事实上,这种方法是不能考虑到脆性破坏的.
即使在最佳的实际设计中,也是会存在缺口效应的.
此外, 在制造技能上也总会有不完善之处.
当存在有缺口时,结构的强 度,更重要的是它究竞将在脆性状态还是塑性状态下破坏,将取 决于载荷增加时在结构中某些危险缺口的根部处材料的局部屈服 的能力.
目前还没有什么数学方法能使结构材料在破坏前所能经 受的局部届服的能力在常用的设计公式中反映出来.
但是,研究 结果使我们对于结构钢中能不能进行局部屈服的条件(缺口敏感 性)方面的工程知识有了很大的增长.
本书就是企图对有关结构 钢的缺口敏成性的研究加以分析,并就其设计和构造中的作用的 资料和数据加以整理和综合.
我们希望,这种努力能对充实现有 的知识和实践以尽量减少性破坏有所效益.
本书共分为三篇.
第一篇材料一一介绍了有关缺口脆性的概 念和机理,并讨论了对结构材料的局部塑性行为有不利影响的有 关的力学和冶金因素.
不同因素的影响尽可能以综合的形式或图 表来表示.
若数据还不足以下结论和不能用简明形式来表示时, 则力求闻明其可应用的范围.
第二篇制造一一是有关构件构造的 一些问题.
这里将说明通常的制造过程对结构材料的缺口塑性有 什么影响.
第三篇设计一一试图将前两篇的内容从有助于设计人 员选择及制订最适宜的材料和制造过程的角度加以综合.
同时,从 缺口脆性出发,对通常的设计程序的局限性加以评述,并对如何应 用可资利用的缺口脆性试验的数据所提出的某些建议加以评述.
本书最后包括有关钢结构及缺口脆性研究方面的一些术语的 简解,同时也附录了进一步在(1)理论,(2)研究、制造、材料和 设计,(3)结构实际工作情况方面阅读用的建议性的文献单.
最后应该说明的是:本书是为从事实际工作的设计人员和制 造人员编写的,所以是从经济角度和结构要求的角度来进行阐 的.
在可能的条件下,作者力图说明旨在防止钢结构脆性破坏的 各种可能的处理方案的经济效果或损失.