等強度的案例
金屬材料疲勞強度的8大主要影響因素 附疲勞強度徐灝下載
同樣，表面鍍層（如鍍Cr、Ni等）由于鍍層中的裂紋造成的缺口效應、鍍層在基體金屬中引起的殘余拉應力以及電鍍過程中氫氣的浸入導到氫脆等原因，使疲勞強度降低。
采用感應淬火、表面火焰淬火以及低淬透性鋼的薄殼淬火，均可獲得一定深度的表面硬度化層，并在表層形成有利的殘余壓應力，因而也是提高零件疲勞強度的有效方法。
表面滾壓和噴丸等處理，由于能在試樣表面形成一定深度的形變硬化層，同時使表面產生殘余壓應力，因而也是提高疲勞強度的有效途徑。
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【專業知識】高強度螺栓又叫高強度摩擦預緊螺栓，這些你知道嗎？
高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容，所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認識高強度螺栓，可能會顛覆你最基本的認識。
01 什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
展開 高強度螺栓一定比普通螺栓強度高？
高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容，所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認識高強度螺栓，可能會顛覆你最基本的認識。
一、什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：
材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。（1）*
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
二、正確理解“高強”，強在何處
按照GB50017，計算單個普通螺栓（B類）8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉及抗剪強度。
通過計算我們可以看到，相同等級的情況下，普通螺栓的抗拉強度和抗剪強度的設計值都要高于高強度螺栓。（2）*
那么高強度螺栓，“強”在哪里？
為回答這一個問題，必須從兩種螺栓的設計工作狀態入手，研究其彈塑性變形的規律，并理解到設計破壞時的極限狀態。
展開 強度理論及強度設計準則一般性總結
失效依據：
設計準則：
形狀改變比能是引起材料屈服破壞的因素，歸為剪切型的強度理論，用SEQV表示。比較兩者，SINT比SEQV略為保守。
5莫爾強度準則
莫爾強度準則則是以各種狀態下的材料的破壞實驗結果為依據建立起來的有一定經驗行的準則。該準則考慮材料拉壓強度不等的情況，可以用與鑄鐵等脆性材料，也可以用于塑性材料，當材料拉壓強度相同時，等效于最大剪應力準則。
結語
當然，不用的行業有不用的評定標準，針對具體的工程選用合適的強度設計準則尤為重要。
這里以ANSYS Workbench為例，說明各個強度準則的適用范圍以及相應選用的應力工具。
1）三軸拉伸時，脆性或者塑性材料都會發生脆性斷裂，應采用最大拉應力準則，應力工具為 Max Tensile Stress.
2）對于脆性材料，在二軸應力狀態下應采用最大拉應力準則，如果拉壓強度不同，應采用莫爾強度準則，應力工具為 Mohr-Coulomb Stress
3）對于塑性材料，應采用形狀改變比能準則，應力工具為 Max Equivalent Stress；或者最大剪應力準則，應力工具為Max Shear Stress.
4）在三軸壓縮應力狀態下，對塑性和脆性材料一般采用形狀改變比能準則。
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【專業知識】高強度螺栓又叫高強度摩擦預緊螺栓，這些你知道嗎？
高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容，所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認識高強度螺栓，可能會顛覆你最基本的認識。
01
什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
誤區二：高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，是為“高強”？
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是：正常工作時，節點不允許發生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節點剛度大。
展開 材料的理論斷裂強度 附晶體材料強度與斷裂微觀理論下載
材料力學低碳鋼拉伸試驗中，材料的變形分為四個階段：彈性階段、屈服流動階段、強化階段和徑縮斷裂階段，如圖1，其中當材料經過d點后，材料很快發生斷裂，該點對應的應力σb即為強度極限。但這只是實驗觀察到的現象，它與材料的理論斷裂值還有很大的區別。
假設材料的斷裂是由于原子間距被拉的太遠，超過了極限從而發生的斷裂。我們知道，原子之間的力與原子間的距離存在一定的關系，當原子靠的特別近的時候，原子間存在排斥力，當原子離的比較遠的時候，原子間存在相互吸引力，在某一距離下，原子間的作用力為0，即平衡位置。
現在我們來考慮原子間的力與應力的關系，根據應力的定義
顯然，曲線上的最大值σm即代表原子間的最大結合力——理論斷裂強度，即在理論上認為材料應力超過σm時將被拉斷。作為一級近似，該曲線可用正弦曲線表示。
而實際上，對于純鐵的抗拉強度是只有170～270MPa左右，我們熟知的Q235鋼，其抗拉極限為375～460MPa，Q345鋼的抗拉強度約是490-620MPa，遠遠低于材料的理論斷裂強度。主要原因在于公式(11)表示的是理想材料的斷裂強度，也就是說材料中沒有任何的缺陷。但這是不可能的，材料在冶金、鑄造、加工等過程中難免會產生一些初始缺陷，造成應力集中從而大大降低了材料的強度缺陷。
下載地址：晶體材料強度與斷裂微觀理論
展開 基于FKM 規范的靜強度及疲勞強度評估解決方案
靜強度或疲勞強度評估的選擇。
（6）
報告生成
基于FKM規范，進行構件或焊縫的靜強度或疲勞強度評估，對應分析的中間數據和過程及結果數據將通過報告自動生成得到，以供校核和評審使用。
高強度螺栓基礎知識，緊固方法
高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容，所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認識高強度螺栓，可能會顛覆你最基本的認識。
什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
誤區二：高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，是為“高強”？
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是：正常工作時，節點不允許發生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節點剛度大。
可見：在給定設計節點荷載的情況下，用高強度螺栓設計的節點并不一定能節省螺栓使用數量，但是其變形小，剛度大，安全儲備高。
展開 基于Hyperworks二次開發的液壓支架等強度設計
摘 要：針對液壓支架應力分布不均衡、支架大部分板件的強度都沒有達到屈服極限等問題，提出基于Hyperworks二次開發的液壓支架等強度設計方法。以典型單元的應力強度比標準差最小為優化目標，對液壓支架進行多工況尺寸優化設計和疲勞壽命驗算，使其在滿足液壓支架設計準則的前提下，對原有的模型進行等強設計。結果表明，優化后液壓支架主結構件在同種工況下應力分布更加均勻，同時提高了液壓支架的疲勞壽命，為液壓支架的設計研究提供理論和數據支撐。
關鍵詞：液壓支架；二次開發；等強度設計；優化；疲勞壽命分析
0 前言
液壓支架是煤炭綜采工程中的重要裝置，起到支撐頂板以確保采煤安全的作用，其運用在很大程度上提升了采煤效率和機械化程度。傳統液壓支架為符合強度和剛度要求，通常選取相對較厚的支架鋼板。為了提高板式液壓支架的性價比，有必要對其進一步優化。本文以兩柱掩護式液壓支架為研究對象，基于有限元理論，將液壓支架結構設計問題轉化為數學模型，運用優化設計理論，根據相關標準和規范，開展全工況的等強度優化分析。結果表明，優化設計后模型力學性能和抗疲勞性能提升，有效改善支架應力不平均的狀態，為后續更換鋼材等級提供參考依據，提高產品市場競爭力。
1 液壓支架等強設計分析方法
液壓支架等強度優化分析包含11種工況、2種模型高度，其中10種工況的模型高度一致，若同時考慮2種模型高度，數值分析難度較大。本文對包含工況較多的模型運用tcl/tk語言開展基于Hyperworks二次開發的液壓支架等強度優化設計，對關鍵板件開展以應力強度比最小為優化目標的獨立尺寸優化設計，求解出各自最佳的尺寸方案，之后對另一種模型高度進行驗算，最后應用Hyperworks和nCode DesignLife聯合的方式對2種模型高度的疲勞強度進行驗算，優化過程如圖1所示。
展開 降雨強度及持時對邊坡穩定性影響研究
表2 不同雨量強度下邊坡安全系數
不同降雨強度下邊坡等效塑性應變云圖，如圖3所示。從圖中可以看出，降雨強度對邊坡塑性應變有一定影響。在降雨強度不同的情況下，邊坡的失穩區域從坡腳發展到坡頂，并形成連續近似圓弧的面，可視為滑動面。其中，15mm/h雨量強度下的斜坡塑性區貫穿的情況更為明顯。此外，隨著降雨強度的加大，邊坡最大塑性應變也有所提高。例如，降雨強度為15mm/h時，邊坡可塑性應變最大為4.306×10-1,而降雨強度為5和20mm/h時，邊坡塑性應變最大為5.446×10-2和8.394×10-2。
圖2 雨量強度不同的邊坡孔壓分布情況
圖3 不同于下坡雨量強度應變示意圖
2.2 降雨持續時間對邊坡滲流的影響
不同降雨持續時間情況下，邊坡孔隙水壓分布云圖，如圖4所示。隨著降雨持續時間的增加，邊坡孔隙水壓逐漸增大，同時受降雨持續時間影響的還有邊坡最大孔隙水壓。最大孔隙水壓在降雨持續7h后達到最大值104.3kPa。降雨持續24h后，邊坡最大壓孔達121.3kPa。雨量持續增加至48h和72h后，坡面最大孔壓也相應增加至102.5和104.3kPa。
2.3 降雨持續時間對邊坡穩定性影響
隨著降雨持續時間增加，邊坡穩定性系數也在逐漸降低，見表3。這是由于隨著持續時間的增加，總降雨量也相應增加，從而導致邊坡周圍的蓄水量越來越大，土體的孔壓和飽和度也在逐步增大，導致邊坡土體抗剪切強度因降雨入滲影響逐漸減小，極易發生山體滑坡災害。因此，邊坡抗剪切強度會在降雨持續時間較長的情況下顯著降低，從而導致邊坡穩定性系數降低更為明顯[8]8]。
表3 與降雨持續時間條件下坡面穩定系數不同
降雨強度5mm/h, 降雨持續48h和72h后邊坡塑性應變云圖，如圖5所示。
展開 膠粘強度的分類及檢測方法
評價粘接質量最常用的方法就是測定粘接強度。表征膠粘劑性能往往都要給出強度數據，粘接強度是膠粘技術當中一項重要指標，對于選用膠粘劑、研制新膠種、進行接頭設計、改進粘接工藝、正確應用膠粘結構很有指導意義。
粘接強度定義
粘接強度是指在外力作用下，使膠粘件中的膠粘劑與被粘物界面或其鄰近處發生破壞所需要的應力，粘接強度又稱為膠接強度。
粘接強度是膠粘體系破壞時所需要的應力，其大小不僅取決于粘合力、膠粘劑的力學性能、被粘物的性質、粘接工藝，而且還與接頭形式、受力情況(種類、大小、方向、頻率)、環境因素(溫度、濕度、壓力、介質)和測試條件、實驗技術等有關。由此可見，粘合力只是決定粘接強度的重要因素之一，所以粘接強度和粘合力是兩個意義完全不同的概念，絕不能混為一談。
粘接接頭的受力形式
粘接接頭在外力作用下膠層所受到的力，可以歸納為剪切、拉伸、不均勻扯離和剝離4種形式。
(1)剪切。外力大小相等、方向相反，基本與粘接面平行，并均勻分布在整個粘接面上。
(2)拉伸。亦稱均勻扯離，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均勻分布在整個粘接面上。
(3)不均勻扯離。也叫劈裂，外力作用的方向雖然也垂直于粘接面，但是分布不均勻。
(4)剝離。外力作用的方向與粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一條直線上上述4種力，在同一膠粘體系中很有可能有幾種力同時存在，只是何者為主的問題。
粘接強度的分類
根據粘接接頭受力情況不同，粘接強度具體可以分為剪切強度、拉伸強度、不均勻扯離強度、剝離強度、壓縮強度、沖擊強度、彎曲強度、扭轉強度、疲勞強度、抗蠕變強度等。
(1)剪切強度
剪切強度是指粘接件破壞時，單位粘接面所能承受的剪切力，其單位用兆帕(MPa)表示。
展開 
專業講述“屈服強度”
什么是屈服強度？
當外力超過材料的彈性極限之后，此時材料會發生塑性變形，即卸載之后材料會保留部分殘余變形。當外力繼續增加達到一定值之后，就會出現外力不增加或者減少而試樣仍然繼續伸長，表現在應力-應變曲線上就是出現平臺或者鋸齒狀的峰谷，這種現象就稱之為屈服現象。處于平臺階段的力就是屈服力，試樣屈服時首次下降前的力稱為上屈服力，不計瞬時效應的屈服階段的最小力稱為下屈服力。相應的強度即為屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。
應力-應變曲線
如何測定屈服強度？
無明顯屈服現象的金屬材料，需測量其規定非比例延伸強度或規定殘余伸長應力，而有明顯屈服現象的金屬材料，則可以測量其屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。一般而言，只測定下屈服強度。
通常測定上屈服強度及下屈服強度的方法有兩種：圖示法和指針法。
1.圖示法
試驗時用自動記錄裝置繪制力-夾頭位移圖。要求力軸比例為每mm所代表的應力一般小于10N/mm^2，曲線至少要繪制到屈服階段結束點。在曲線上確定屈服平臺恒定的力Fe、屈服階段中力首次下降前的最大力Feh或者不到初始瞬時效應的最小力Fel。
屈服強度、上屈服強度、下屈服強度可以按以下公式來計算：
屈服強度計算公式：Re = Fe / So，Fe為屈服時的恒定力。
上屈服強度計算公式：Reh = Feh / So，Feh為屈服階段中力首次下降前的最大力。
下屈服強度計算公式：Rel = Fel / So，Fel為不到初始瞬時效應的最小力Fel。
2.指針法
試驗時，當測力度盤的指針首次停止轉動的恒定力或者指針首次回轉前的最大力或者不到初始瞬時效應的最小力，分別對應著屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。
上下屈服強度的判定
屈服前的第一個峰值應力判為上屈服強度，不管其后峰值應力大小如何。
展開 材料力學性能解析：屈服強度、強度極限、彈性極限與硬化指數
屈服強度（Yield Strength）
屈服強度是材料在受力過程中開始發生不可逆塑性變形的應力值。
這一概念基于材料的彈塑性行為，即在一定的應力下，材料會發生可逆的塑性變形，而不會永久性地改變形狀。
通過拉伸試驗，我們可以繪制應力-應變曲線，其中屈服強度是曲線上的起點。
數學表達式：
2. 強度極限（Ultimate Strength）
強度極限是材料在極端負載下所能承受的最大應力。
它標志著材料的極限強度，即當材料達到極限狀態時，將無法繼續保持其結構完整。
數學表達式：
3. 材料彈性極限（Elastic Limit）
材料彈性極限是材料在受力后仍能夠恢復原狀的最大應力點。
在這個點之前，材料遵循胡克定律，即應力和應變成正比。超過材料彈性極限后，材料將發生不可逆的塑性變形。
數學表達式：
4. 材料硬化指數（Strain Hardening Exponent）
材料硬化指數描述了材料在塑性變形過程中硬度的增加程度。它是應變硬化率與應變的關系中的指數。硬化指數越大，材料在塑性變形后的硬度增加越快。
數學表達式：
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高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容，所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認識高強度螺栓，可能會顛覆你最基本的認識。
什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
誤區二：高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，是為“高強”？
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是：正常工作時，節點不允許發生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節點剛度大。
展開 屈服強度500Mpa，德國EOS推出高強度3D打印鋁合金材料
EOS Aluminium Al2139 AM據說是EOS公司迄今為止強度最高的鋁合金，將于2022年初用于EOS M 290平臺，其他EOS DMLS系統也將隨之推出。
這種材料在高達200oC的高溫下具有高性能，具有良好的耐腐蝕性，并具有更高的強度特性，允許用戶在不影響強度的情況下生產更輕的零件，EOS稱這一特性將吸引航空、運輸、賽車和太空行業的制造商。
這種材料可以使用單步熱處理工藝，EOS說這種工藝可以為企業節省高達88%的主動熱處理時間。經過熱處理后，Al2139 AM可達到約500Mpa的屈服和抗拉強度，部件可以進行電拋光和陽極氧化處理。
EOS金屬材料公司高級副總裁Sascha Rudolph說："我們一直在努力提高客戶制造的零件性能，同時減少所需的材料數量并簡化生產流程。EOS鋁Al2139 AM是這些努力的結晶，將新材料創新掌握在制造商手中。"
這一消息是在上周的Formnext展會上宣布的，此外，EOS還收購了奧地利金屬材料公司Metalpine的股份，以共同開發環保型金屬粉末。
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