钢材安全系数与许用应力
材料的屈服强度(刚度)与各种应力的关系
许用应力和安全系数在前面我们已经研究了杆内的应力，通过以上几节我们又了解了材料的力学性能，在此基础上我们就可以讨论杆件的强度汁算问题。
先从杆的拉压(单向成力状态)时的强度问题开始研究。
由前面分析，已知杆在拉压时横截面上的应力为/N A σ=，此应力又称工作应力，它是杆件在工作时由载荷所引起的应力。
当杆件的尺寸已给定的情况下，它是随载荷的增大而增长的，但这种工作应力的增长将受到材料力学性能的限制。
如对塑性材料来讲，当杆内应力达到材料的屈服点s σ(或屈服强度0.2σ)时，杆内将发生明显的塑性变形；而对脆性材料来说，当杆件内的应力达到材料的强度极限b σ时，杆将发生破坏。
这些过度的塑性变形(将使另件不能正常工作)和破坏当然是工程上所不允许的。
因此，为了保证杆件在工作时不出现上述两种情况，就必须使杆内的最大正应力max σ低于材料达到此两种情况时的极限应力jxσ值（s σ或b σ），最多只能等于该材料极限应力值jx σ的若干分之一。
这种把材料的极限应力值jxσ除以某一大于1的系数n 而得到的应力值，通常就称为材料的许用应力值。
并用符号[]σ来表示，即[]0/n jx σσ=式中，jxσ为材料的极限应力。
在常温静荷时：对塑性材料jx sσσ=，；对脆性材料，jx bσσ=。
n 为规定的安全系数。
构件安全系数0n 的大小和一系列因素有关，例如和载荷估计的是否精确、材料的性质是否均匀及计算时所作的某些简化等等都有关。
凡构件实际的工作条件和设计时的主观设想不一致而偏于不安全的方面，都要通过安全系数来加以考虑；此外，为了保证构件有足够的强度储备，也要适当地加大安全系数。
尤其是对那些因破坏要造成严重后果的构件，更要加大其安全系数。
安全系数的确定不仅仅是个力学问题，故不赘述。
在一般强度计算中，通常对塑性材料可取0 1.5 2.0n =:；对脆性材可取0 1.5 2.0n =:，甚至更大。
材料的许用应力[]σ确定后，为了保持杆件在拉压时不致因强度不足而破坏，显然只需要杆内的最大工作应力max σ不超过材料在拉(压)时的许用应力[max σ]就可，即只需要满足下列条件：此条件即称为杆在拉(压)时的强度条件。
拉伸、剪切、挤压、扭转许用应力
拉伸、剪切、挤压、扭转许用应力
规范类2009-11-26 10:00:50 阅读474 评论0 字号：大中小订阅
剪应力与抗拉强度关系
我们在设计的时候常常取许用剪切应力,在不同的情况下安全系数不同,许用剪切应力就不一样...校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系,而许用材料的屈服强度(刚度)与各种应力的关系
一拉伸
钢材的屈服强度与许用拉伸应力的关系
[δ ]= δu/n n为安全系数
许用弯曲应力与拉应力的关系:
1 对于薄壁型钢一般采用轴向拉伸应力的许用值.
2 对于实心型钢可以略高一点,具体数值可参见有关规范..拉应力与材料的屈服强度有关,。
z许用应力和安全系数
FN 2 FN 1
30
y
C
x
G
解 （1）计算BC杆的轴力 当电动葫芦处于AC梁的C 端时，杆 BC受力最大。此时取铰链C为研究对 象，其受力如图所示，其中FN1、FN2 分别为AC、BC杆的轴力。由平衡方 程
§3-3 拉伸与压缩时的强度计算
å
Fy = 0, F
N 2
?sin 30
G=0
FN 2 =
第三章 杆件的基本变形
许用应力和安全系数
§3-3 直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算
一、材料失效与构件失效
材料发生屈服或断裂而丧失正常功能，称为材料失效。 对于脆性材料，其失效形式为断裂；对于塑性材料，因为工 程中一般不允许出现明显的塑性变形，因此塑性材料的失效 形式为屈服。
结构构件或机器零件在外力作用下丧失正常工作能力，称为 构件失效。构件的失效主要有强度失效、刚度失效、稳定失 效和疲劳失效等形式。
§3-3 拉伸与压缩时的强度计算
例3-4 图示支架中，杆①的许用应力[]1＝100MPa，杆②的 许用应力[]2＝160MPa，两杆的面积均为A=200mm2,求结构 的许可载荷[F]。
B
解 （1）计算AC杆和BC杆的轴力
取C铰为研究对象，受力如图所示。列平衡 方程
A
①
② 45 30
C
å å
45 30
G = 40kN sin 30
（2）设计截面
FN 2 A? [s ]
40´ 103 N = 400mm2 100MPa
由于BC杆由两根角钢组成，每根角钢的面积记为A1,则
A A1 = ? 200mm 2 2
查型钢表，3.6号角钢中，b=36mm，d=3mm，r =4.5mm，面积为 210.9mm2>A1，可满足要求。故选用3.6号等边角钢。
壁厚附加量安全系数许用应力
对设计温度下的 对常温和设 对常温下 计温度下的 持久强度（经10 许用应力=强度数据÷安 的最低抗 屈服点σs 万小时断裂） 材料 全系数 t t 拉强度σb （或σss) σD 平 σD 最小 均值 值 ns≥1.6 nD≥1.5 nD≥1.25 碳素钢、低合金钢 nb≥3 奥氏体不锈钢 -ns≥1.5① ns≥1.5 nD≥1.5 nD≥1.25 --工业纯铝和防锈铝 nb≥4
注：设计压力>64kgf/c㎡的容器用螺栓的螺纹精度不得低于
铝制压力容器 铝板厚度mm ≤10 11～12 1～40
负偏差C1mm 0.5
1
1.5
根据介质的腐蚀性和容器的使 用寿命定 按Q/TH45-68规定：由整块铝 板压制的封头，C3<0.2s，且 不大于4mm，由瓜瓣形铝板焊 制的封头，过渡区的 C3<0.20s，且不大于2mm
1.5
--
螺栓的螺纹精度不得低于6级
Байду номын сангаас
钢板厚度mm 碳素钢和低合金 ≤20 >20 钢 负偏差C1％ 15 腐蚀裕度C2
根据介质的腐蚀性和容器的使用寿命而定。 对不锈钢当 mm 对碳钢和低合金钢一般取C2≥1mm 介质腐蚀性极微时，可取C2=0
齿轮材料的许用应力与安全系数
齿轮材料的许用应力与安全系数齿轮材料许用应力与安全系数不言而喻，如何选用材料许用应力，是齿轮强度设计的关键，安全系数取的太低往往带来使用安全风险，安全系数取的太高则必然造成材料和能源浪费。
上世纪尤其80年代之前一些钢种如45#、40Cr、Q235(A3)、Q345(16Mn) 的许用应力数据比较全，很多设计手册中都有，但齿轮材料(如20CrMnTi、20CrNi3、20CrNiMo、20CrNiMo等)的许用应力数据，往往在设计手册中是找不到的。
本文根据机械设计的基本原则和材料标准中强度数据，演算出齿轮材料弯曲许用应力、疲劳许用应力和接触许用应力数据，供齿轮设计人员参考使用。
一、许用应力选择依据1、许用弯曲应力—用于齿根强度计算根据设计手册，静载荷拉应力安全系数:低强度钢n=1.4-1.8;高强钢n=1.7-2.2;ss以屈服强度为基数。
齿轮材料屈服强度数据可从GB/T699-1999、GB/T1591-2008、GB/T3077-1999标准中选取。
受弯曲应力比拉应力状况会好一些，许用应力可以提高15-20%。
2、许用弯曲疲劳应力—用于齿根疲劳强度计算疲劳载荷安全系数:低强度钢n=1.5-1.8;高强钢n=1.8-2.5。
-1s弯曲疲劳强度极限σ=0.27(σ+σ)，σ和σ数据可从GB/T699-1999、-1sbsbGB/T1591-2008、GB/T3077-1999标准中选取。
3、许用接触应力—用于齿面接触强度计算许用接触应力不但与齿轮本身材料硬度有关，与其配对的齿轮硬度也有关联，下列数据是将齿轮副当同一材料看待。
齿轮硬度根据齿轮材料及其热处理方法来确定，多数数据可以从GB/T5216-2004标准选取。
许用应力数值是材料布式硬度的0.59-0.69，随着硬度提高，比例也增高。
二、常见齿轮材料许用应力屈服强度抗拉强度弯曲许用应力疲劳许用应力接触许用应力序号材料牌号热处理方法硬度HB Mpa Mpa MPa Mpa Mpa 1 Q235 正火 129 235 435 141 85 330 2 Q275 正火 141 275 475 164 92 359 3 Q345 正火 163 345 550 208 124 470 4 Q390 正火 169 390 570 226 135 511 5 45 调质 215 355 685 212 153 470 6 40MnB 调质 280 785 980 470 256 600 7 40Cr 调质 255 785 980 470 256 600 8 20CrMnTi 渗碳淬火回火 320 850 1080 510 280 745 9 20CrNi 渗碳淬火回火 232 590 785 354 199 620 10 20MnTiB 渗碳淬火回火 333 930 1130 558 299 745 11 20CrNi3 渗碳淬火回火 275 735 930 441 241 650 12 20CrMo 渗碳淬火回火 262 685 885 411 228 620 13 20CrNiMo 渗碳淬火回火 290 785 980 471 256 650 14 38CrMoAl 调质后渗氮 290 835 980 501 263 650 15 42CrMo 调质后渗氮319 930 1080 558 280 745 16 12Cr2Ni4 调质后渗氮 348 1030 1180 648 328 745三、使用注意事项1、本表数据与热处理方法紧密相关，包括淬火温度和回火温度。
q345e的许用应力
q345e的许用应力Q345E是一种常见的低合金高强度结构钢。
它具有良好的延展性和可焊性，被广泛应用于桥梁、建筑、机械等领域。
在使用Q345E钢材时，必须考虑其许用应力，以确保结构的安全性和稳定性。
许用应力是指在特定工况下，材料所能承受的最大应力。
对于Q345E钢材来说，其许用应力取决于其屈服强度、断裂强度和安全系数等因素。
在设计中，工程师需要根据具体的要求和标准，合理选择许用应力的数值。
Q345E钢材的许用应力通常由以下几个方面来确定：1. 屈服强度：Q345E钢材的屈服强度是指在材料受到外力作用下，开始产生塑性变形的应力值。
通常情况下，屈服强度是设计中最常用的参数之一。
根据相关标准，Q345E钢材的屈服强度为345MPa。
2. 断裂强度：Q345E钢材的断裂强度是指在材料受到外力作用下，发生断裂的应力值。
断裂强度是材料抗拉强度的一种指标，也是设计中需要考虑的重要参数之一。
根据相关标准，Q345E钢材的断裂强度为470-630MPa。
3. 安全系数：安全系数是指在设计中为了考虑到各种因素的不确定性，而对许用应力进行修正的系数。
它是根据工程实践和经验确定的，通常为1.5-3。
安全系数的选择取决于结构的重要性、可靠性要求以及材料的可靠性等因素。
在实际应用中，Q345E钢材的许用应力需要根据具体的工程要求和设计规范进行确定。
针对不同的工况和结构，需要考虑到材料的强度、稳定性、可靠性等因素，合理选择许用应力的数值。
需要注意的是，在使用Q345E钢材时，除了许用应力外，还需要考虑到其他因素对结构的影响。
例如，在高温环境下，钢材的强度和稳定性可能会发生变化，需要根据实际情况进行修正。
此外，还需要考虑到结构的几何形状、荷载类型、荷载分布等因素，以确保结构的安全性和可靠性。
Q345E钢材的许用应力是设计中必须考虑的重要参数之一。
合理选择许用应力的数值，可以保证结构的安全性和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体的工程要求和设计规范，综合考虑材料的强度、稳定性、可靠性等因素，以确保结构的安全性和可靠性。
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系我们在设计的时候常取许用剪切应力，在不同的情况下安全系数不同，许用剪切应力就不一样。
校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系，而许用材料的屈服强度（刚度）与各种应力关系如下：<一> 许用（拉伸）应力钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系：1.对于塑性材料[δ]=δs /n2.对于脆性材料[δ]= δb /nδb ---抗拉强度极限δs ---屈服强度极限n---安全系数注：脆性材料：如淬硬的工具钢、陶瓷等。
塑性材料：如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。
<二> 剪切许用剪应力与许用拉应力的关系：1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ]2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ]<三> 挤压许用挤压应力与许用拉应力的关系1.对于塑性材料[δj]=1.5-2.5[δ]2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ]注：[δj]=1.7-2[δ]（部分教科书常用）<四> 扭转许用扭转应力与许用拉应力的关系：1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ]2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ]轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。
对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m；对于精密件，可取[φ]=0.25°-0.5°/m；对于要求不严格的轴，可取[φ]大于1°/m计算。
<五> 弯曲许用弯曲应力与许用拉应力的关系：1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值2.对于实心型钢可以略高一点，具体数值可参见有关规范。
2.3.1材料的许用应力、安全系数及强度条件.
强度要求。
解：① 轴力：N = P =25kN
②应力：
max
N A
4P πd 2
4 25 10 3 3.14 14 2
162 MPa
③强度校核：
max 162MPa 170MPa
④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。
大家辛苦了！
工程力学应用
我们加油！
2.5 轴向拉(压) 杆的强度计算
材料的力学性能指标
1.弹性指标：弹性模量E、泊松比μ
2.塑性指标： 断后伸长率δ 断面收缩率ψ
l1 l 100 %
l
A A1 100 %
A
工程上一般将δ＞5％的材料称为塑性材科，
将δ＜5％的材料称为脆性材料。 3.强度指标
屈服极限σs : 塑性材料的极限应力 强度极限σb ：脆性材料的极限应力
m a x
N A
其中：[]--许用应力， max--危险点的最大工作应力。
依强度准则可进行三种强度计算：
①校核强度： max ②设计截面尺寸： NhomakorabeaAm in
Nmax
[ ]
③许可载荷： Nmax A ; P f (Ni )
举 例
例 已知一圆杆受拉力P =25 k N，直径 d =14mm
一 ，许用应力[]=170MPa，试校核此杆是否满足
一、许用应力与安全系数
1.材料的极限应力
塑性材料： σ°=σs 脆性材料： σ°=σb
2.许用应力
为了保证构件能正常地工作，应当把最大工作应力限制 在一定的范围之内，这个限制值称为材料在拉伸（或压缩） 时的许用应力。用 [σ]表示。
[σ]= σ° K
二、强度条件准则
保证构件不发生强度破坏并有一定安全余量的条件准则。
第二章 强度条件、安全系数与许用应力
= W
F
y
0, FN 2 sin 30 2W 0
F
x
0, FN 2 cos30 FN 1 0
FN 1 3.46W
FN 2 4W
例如图所示的简易起重设备，AB杆用两根70mm×70mm×4mm 等边角钢组成，BC杆用两根10号槽钢焊成一整体。材料均为 Q235钢， [σ]=170MPa。试求设备所许用的起重量W。
o
120kN 220kN 260kN
①
B
FN / kN 120
②
C
③
160
160kN
A
D
BC段： 100 3 FN 2 100 10 N 160 106 Pa 160MPa（压应力） 2 A2 625 106 m2 CD段： FN 3 160 103 N （拉应力） 177.8 106 Pa 177.8MPa 3 6 2 A3 900 10 m
确定结构的许可载荷为
分析讨论：
[ F ] 36 KN
[F ]
和 [ FN ] 是两个不同的概念。因为结构中各杆
并不同时达到危险状态，所以其许可载荷是由最先 达到许可内力的那根杆的强度决定。
Ⅱ拉(压)杆的强度计算/三 拉压杆的强度条件/例题
圆截面等直杆沿轴向受力如图示，材料为 铸铁，抗拉许用应力 t ＝60Mpa，抗压许用 应力 c ＝120MPa，设计横截面直径。
2杆：
5 2 103 9.8 FN 2 2 4 A2 a2
2.5MPa [ ]2
因此结构安全。
Ⅱ拉(压)杆的强度计算/三 拉压杆的强度条件/例题
3、F 未知，求许可载荷[F]
25mm钢板强度验算
钢板强度验算是钢结构设计中的重要环节，它直接关系到钢结构的安全性能。
本文将对25mm钢板的强度进行验算，以确保其在实际应用中能够满足设计要求。
一、钢板的强度参数1. 抗拉强度：钢材在拉力作用下所能承受的最大应力值，通常用σb表示。
对于25mm钢板，其抗拉强度一般在470-630MPa之间。
2. 屈服强度：钢材在拉力作用下开始产生塑性变形时的应力值，通常用σs表示。
对于25mm 钢板，其屈服强度一般在345-490MPa之间。
3. 延伸率：钢材在断裂前所能承受的最大变形量，通常用δ表示。
对于25mm钢板，其延伸率一般在28%-35%之间。
二、钢板强度验算方法1. 确定载荷类型：根据实际工程情况，确定钢板所承受的载荷类型，如静载荷、动载荷等。
2. 计算荷载：根据载荷类型和作用位置，计算钢板所承受的荷载大小。
3. 计算应力：根据荷载和钢板的几何尺寸，计算钢板在受力部位的应力值。
应力值应小于钢材的屈服强度，以保证钢板在受力过程中不会产生塑性变形。
4. 计算安全系数：为了确保钢结构的安全性能，通常需要对钢板的应力值进行安全系数折减。
安全系数的大小应根据工程的重要性、结构形式等因素综合考虑。
一般情况下，安全系数可取1.5-2.0。
5. 判断是否满足要求：将计算出的安全系数与钢材的屈服强度相乘，得到许用应力值。
如果实际应力值小于许用应力值，则说明钢板的强度满足设计要求；反之，则需要重新选择钢板或调整结构设计。
三、实例分析某钢结构工程中，需要使用25mm厚的钢板作为横梁，承受竖向载荷。
已知横梁的长度为6m，宽度为0.3m，高度为0.2m，载荷为10kN/m。
假设安全系数为1.5。
1. 计算荷载：根据载荷类型和作用位置，计算钢板所承受的荷载大小。
本例中，钢板所承受的荷载为10kN/m×6m=60kN。
2. 计算应力：根据荷载和钢板的几何尺寸，计算钢板在受力部位的应力值。
本例中，钢板在受力部位的应力值为60kN/(0.2m×0.3m)=1000MPa。
钢材安全系数与许用应力
安全系数与许用应力
由于各种原因使结构丧失其正常工作能力的现象，称为失效。
工程材料失效的两种形式为：
（1）塑性屈服，指材料失效时产生明显的塑性变形，并伴有屈服现象。
如低碳钢、铝合金等塑性材料。
（2）脆性断裂，材料失效时几乎不产生塑性变形而突然断裂。
如铸铁、混凝土等脆断材料。
许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。
对于塑性材料，进入塑性屈服时的应力取屈服极限，对于某些无明显屈
服平台的合金材料取，则危险应力或；对于脆性材料：断裂时的应力是强度极限，则。
构件许用应力用表示，则工程上一般取
塑性材料：；
脆性材料：
分别为塑性材料和脆性材料的安全系数。
表1 常用金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
表2 常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
(完)
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材料的屈服强度(刚度)与各种应力的关系
许用应力和安全系数在前面我们已经研究了杆内的应力，通过以上几节我们又了解了材料的力学性能，在此基础上我们就可以讨论杆件的强度汁算问题。
先从杆的拉压(单向成力状态)时的强度问题开始研究。
由前面分析，已知杆在拉压时横截面上的应力为/N A σ=，此应力又称工作应力，它是杆件在工作时由载荷所引起的应力。
当杆件的尺寸已给定的情况下，它是随载荷的增大而增长的，但这种工作应力的增长将受到材料力学性能的限制。
如对塑性材料来讲，当杆内应力达到材料的屈服点s σ(或屈服强度0.2σ)时，杆内将发生明显的塑性变形；而对脆性材料来说，当杆件内的应力达到材料的强度极限b σ时，杆将发生破坏。
这些过度的塑性变形(将使另件不能正常工作)和破坏当然是工程上所不允许的。
因此，为了保证杆件在工作时不出现上述两种情况，就必须使杆内的最大正应力max σ低于材料达到此两种情况时的极限应力jxσ值（s σ或b σ），最多只能等于该材料极限应力值jx σ的若干分之一。
这种把材料的极限应力值jxσ除以某一大于1的系数n 而得到的应力值，通常就称为材料的许用应力值。
并用符号[]σ来表示，即[]0/n jx σσ=式中，jxσ为材料的极限应力。
在常温静荷时：对塑性材料jx sσσ=，；对脆性材料，jx bσσ=。
n 为规定的安全系数。
构件安全系数0n 的大小和一系列因素有关，例如和载荷估计的是否精确、材料的性质是否均匀及计算时所作的某些简化等等都有关。
凡构件实际的工作条件和设计时的主观设想不一致而偏于不安全的方面，都要通过安全系数来加以考虑；此外，为了保证构件有足够的强度储备，也要适当地加大安全系数。
尤其是对那些因破坏要造成严重后果的构件，更要加大其安全系数。
安全系数的确定不仅仅是个力学问题，故不赘述。
在一般强度计算中，通常对塑性材料可取0 1.5 2.0n =:；对脆性材可取0 1.5 2.0n =:，甚至更大。
材料的许用应力[]σ确定后，为了保持杆件在拉压时不致因强度不足而破坏，显然只需要杆内的最大工作应力max σ不超过材料在拉(压)时的许用应力[max σ]就可，即只需要满足下列条件：此条件即称为杆在拉(压)时的强度条件。
x80m钢材许用应力
x80m钢材许用应力1.引言1.1 概述概述部分是文章的引言，旨在引起读者的兴趣并介绍文章的主要内容。
以下是概述部分的一个例子：引言X80M钢材是一种高强度钢材，具有优异的力学性能和焊接性能，在工程领域中得到广泛应用。
本文将对X80M钢材的许用应力进行评估和分析。
首先，将介绍X80M钢材的特点，包括其力学性能、化学成分以及微观结构等方面的特点。
然后，将探讨X80M钢材的应用领域，包括石油和天然气输送管道、桥梁建设、海洋工程等方面的应用。
最后，将对X80M 钢材的许用应力进行评估，并提出相应的建议。
通过深入研究X80M钢材的许用应力，我们可以更好地了解这种材料的性能和应用范围，并为工程实践提供参考和指导。
1.2 文章结构本文将围绕着x80m钢材的许用应力展开详细阐述。
文章结构如下：第1部分：引言本部分将对x80m钢材的概述进行阐述，并说明文章的目的。
通过介绍x80m钢材的特点和应用领域，读者将对后续内容有一个整体的了解。
第2部分：正文本部分将对x80m钢材的特点和应用领域进行详细讨论。
首先，将介绍x80m钢材的特点，包括其力学性能、化学成分、热处理性能等方面。
随后，将探讨x80m钢材在哪些领域得到广泛应用，例如桥梁建设、输油管道等。
通过对其特点和应用领域的深入研究，读者将更好地了解x80m 钢材的价值和重要性。
第3部分：结论本部分将对x80m钢材的许用应力进行评估，并给出相应的建议。
首先，将对x80m钢材的许用应力进行分析和计算，以确定其在不同工程中的可靠性。
其次，将根据评估结果，对x80m钢材的许用应力进行相应的建议，以提高其应用的安全性和可持续性。
通过以上的文章结构安排，读者将能够全面了解x80m钢材的特点、应用领域以及许用应力评估和建议。
希望本文能够对相关领域的专业人士和研究者提供有益的参考和指导。
1.3 目的目的本文的目的是评估x80m钢材的许用应力，并提出对该钢材许用应力的建议。
通过对x80m钢材特点和应用领域的介绍，分析其在不同环境和条件下的受力情况，以确定安全可靠的许用应力值。
10号槽钢许用应力
10号槽钢许用应力
摘要：
1.槽钢的概念和分类
2.10 号槽钢的含义
3.许用应力的定义和计算方法
4.10 号槽钢的许用应力值
5.10 号槽钢许用应力的应用和意义
正文：
槽钢，是一种截面呈凹槽状的长条钢材，主要用于建筑结构、桥梁、输电塔等领域。
根据材质和规格的不同，槽钢可以分为不同的编号，其中10 号槽钢就是其中一种。
10 号槽钢，主要是指材质为Q235，规格为100mm×50mm 的槽钢。
在工程应用中，槽钢需要承受一定的力量，因此，了解和计算其许用应力至关重要。
许用应力，是指材料在正常使用条件下，允许承受的最大应力。
其计算公式为：许用应力=材料的抗拉强度/安全系数。
在我国，对于一般工程应用的钢材，安全系数一般取8。
因此，10 号槽钢的许用应力值可以通过以下公式计算：许用应力=Q235 的抗拉强度/8。
根据相关标准，Q235 的抗拉强度一般在375-500MPa 之间，因此，10 号槽钢的许用应力值大约在46.875-62.5MPa 之间。
了解10 号槽钢的许用应力值，对于保证工程安全，合理设计结构，以及
正确选择和使用钢材具有重要的意义。
架空线的机械物理特性、许用应力及安全系数有关计算
架空线的机械物理特性、许用应力及安全系数有关计算在架空线的机械物理特性中，与线路设计密切相关的主要是弹性系数、线性温度膨胀系数、抗拉强度极限（瞬时破坏应力）以及抗弯强度。
由于钢芯铝绞线是常用的架空线，其结构也比较复杂，故作重点介绍，其它类型架空线的机械物理特性可类似研究得到。
一、钢芯铝绞线的综合弹性系数钢芯铝绞线的弹性系数E，指的是在弹性限度内，导线受拉时，其应力与应变的比例系数。
计算方法如下：m------铝钢截面比，m=Aa/AsAa------铝线部分截面As------钢线部分截面Ea------铝线的弹性系数，可取200900N/mm^2Es------钢线部分弹性系数，可取60300N/mm^2二、钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数，指的是温度升高1℃时其单位长度的伸长量。
计算方法如下：m------铝钢截面比，m=Aa/Asαa------铝线的线性温度膨胀系数，查上表αs------钢线的线性温度膨胀系数，可取11.5×10^(-6) 1/℃Ea------铝线的弹性系数，可取200900N/mm^2Es------钢线部分弹性系数，可取60300N/mm^2三、钢芯铝绞线的瞬时破坏应力架空线在均匀增大的拉力作用下，缓慢伸长至拉断，此时的拉力称为拉断力。
对于钢芯铝绞线来说，拉断力由钢部和铝部共同承受，为二者的综合拉断力。
影响综合拉断力的因素主要有:（1）铝和钢的机械性能不同，铝的延伸率远低于钢的延伸率。
当铝部被拉断时，钢部的强度还未得到充分发挥，通常认为此时钢线的变形量为1%左右。
（2）绞合后单线与整体绞合线轴线间存在扭绞角，综合拉断力是各单线拉断力在轴线方向的分力构成。
（3）各层单线之间的应力分布不均匀。
（4）相邻两层单线间存在正应力和摩擦力。
抗拉强度（瞬时破坏应力）是指导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值。
对导线做拉伸试验，将测得的瞬时破坏拉断力除以导线的截面积，就得到瞬时破坏应力，即Tj------计算拉断力Tp------综合拉断力，计算拉断力的95%A-----架空线的截面四、架空线的许用应力架空线的许用应力是指架空线弧垂最低点所允许使用的最大应力，工程中称之为最大使用应力，计算公式如下：五、架空线的安全系数影响安全系数的因素很多，如悬挂点的应力大于弧垂最低点的应力，补偿初伸长需增大应力，振动时产生附加应力而且断股后架空线强度降低，因腐蚀、挤压损伤造成强度降低以及设计、施工中的误差等等。
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安全系数与许用应力
由于各种原因使结构丧失其正常工作能力的现象，称为失效。
工程材料失效的两种形式为：
（1）塑性屈服，指材料失效时产生明显的塑性变形，并伴有屈服现象。
如低碳钢、铝合金等塑性材料。
（2）脆性断裂，材料失效时几乎不产生塑性变形而突然断裂。
如铸铁、混凝土等脆断材料。
许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。
对于塑性材料，进入塑性屈服时的应力取屈服极限，对于某些无明显屈服平台的合金材料取，则危险应力或；对于脆性材料：断裂时的应力是强度极限，则。
构件许用应力用表示，则工程上一般取
塑性材料：；
脆性材料：
分别为塑性材料和脆性材料的安全系数。
表1 常用金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
材料名称
牌号
屈服点s σ
2
(kgf /cm ) 抗拉强度b σ
2
(kgf /cm ) 抗压强度c σ
2
(kgf /cm )
伸长率s ε
%
用途
普通碳素钢 (GB700-65) <GB700-88>
A3 <Q235钢>
240 （2400）
380～470
(3800～4700)
25～27 金属结构构
件，普通零
件
A5 <Q275钢>
280 （2800）
500～620
(5000～6200)
19～21 同上
优质碳素钢 <GB699-88>
45
360
(3600)
610
(6100)
16
强度要求
较高的零
件， 齿轮、轴等 50
390
(3900)
660
(6600)
13
齿轮、连杆、轮缘 扁弹簧、轧辊等 普通低合金钢 <GB1591-88>
16Mn
280～350
(2800～3500) 480～520
(4800～5200)
19～21
建筑结构、起重
设备、容器、
造船、矿山机械 15MnV
340～420
(3400～4200) 500～560
(5000～5600)
17～19
中高压容器、
车辆、 桥梁、 起重机
材料名称
牌号
屈服点s σ
抗拉强度b σ 抗压强度c σ 伸长率s ε
用途
2
(kgf/cm)2
(kgf/cm)2
(kgf/cm)
%
合金结构钢<GB3077-88>
40Cr
（调质）
550～800
(5500～8000)
750～1000
(7500～10000)
9～15
齿轮、轴、
曲轴、连杆
等
40MnB
（调质）
500～800
(5000～8000)
750～1000
(7500～10000)
10～12
可代替
40Cr钢
球墨铸铁<GB1348-88>
300～420
(3000～4200)
400～600
(4000～6000)
1.5～10
轧辊、曲轴、
凸轮轴、齿
轮、
活塞、阀门、
底座
灰口铸铁<GB9439-88> HT15-33
100～280
(1000～2800)
650
(6500)
轴承盖、基
座、
泵体、壳体HT20-40
160～320
(1600～3200)
750
(7500)
同上
铝合金
<GB3190-82> L Y11
110～240
(1100～2400)
210～420
(2100～4200)
18
航空结构
件、
铆钉等LD9
280
(2800)
420
(4200)
13
内燃机活塞
等
铜合金
<GB5233-85> QA19-2
(软)
300
（3000）
450
(4500) 20～40 船舶零件QA19-4
（软）
200
(2000)
500～600
(5000～6000)
40
齿轮、轴套
等
表2常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
材料名称抗拉强度
b
σ
2
(kgf/cm)
抗压强度
c
σ
2
(kgf/cm)
伸长率
s
%
用途
酚醛层压板(HG2-212-65)
85～100
（850～1000）
垂直于板层：230～250
（2300～2500）
平行于板层：130～150
(1300～1500)
结构材料和各
种机械零件
有机玻璃
>55
(>550)
130
(1300)
聚三氟氯乙烯
30
≥
(300
≥)
20
≥
耐腐蚀高压密
封件、泵和管道
零件
聚四氟乙烯
14～24
(140～240) 150～350
耐腐蚀、耐高温
的密封元件、管
道、衬里、容
器、轴承等
尼龙
55～70
(550～700)
46～90
(460～900)
10～200
红松（顺纹）
98
(980)
33 (330)
杉木（顺纹）
77～97
（770～970）
36～41 （360～410）
混凝土
0.3～1
（3～10）
2.5～80
（25～800）
(完)。