一、什么是屈服强度?为什么它如此重要?
1. 基本概念
•弹性阶段: 应力与应变成正比,卸载后变形完全恢复。
•屈服阶段: 应力达到某一临界值后,应变显著增加而应力基本保持不变或小幅波动,材料开始产生不可恢复的永久变形(塑性变形)。这个应力临界值就是屈服强度。
•强化阶段: 材料抵抗变形的能力再次增加。
•颈缩阶段: 试样局部迅速变细,直至断裂。
2. 核心重要性
•结构设计的依据: 在建筑结构设计中,为了保证安全,构件的实际工作应力必须低于钢材的屈服强度,并留有足够的安全系数。这样可确保结构在正常使用下处于弹性状态,即使遭遇大风、地震等偶然荷载,结构变形也应是可控的,避免发生倒塌。
•安全冗余的体现: 屈服强度是结构从弹性状态进入塑性状态的“警告信号”。超过屈服点后,结构会发生明显变形,为人员疏散和抢险提供宝贵时间。因此,准确知晓屈服强度是设置安全冗余的基础。
二、测试标准与试样制备
1. 核心测试标准
•GB/T 228.1《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》
这是最根本的测试方法标准,详细规定了试验设备、试样形状、测试速率和结果判定等。
•GB/T 28900《金属材料 拉伸试验 术语与定义》
对屈服强度等相关术语进行了明确定义。
此外,具体的钢材产品标准(如GB/T 1499.2《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》)会引用GB/T 228.1,并规定该型号钢材必须满足的最低屈服强度值(如HRB400钢筋的屈服强度标准值不小于400MPa)。
2. 试样制备
•取样位置: 需严格按照标准在钢材的特定部位截取,以保证样品的代表性。
•试样加工: 将钢材加工成标准形状和尺寸的试样。
三、测试方法与流程详解
1. 试验准备
•尺寸测量: 精确测量试样的原始横截面积,用于计算应力。
•安装引伸计: 将高精度的引伸计夹持在试样的平行长度上,用于精确测量微小的变形量。这是准确测定屈服强度的关键设备。
•安装试样: 将试样两端牢固地夹持在试验机的夹具中。
2. 进行测试
3. 屈服强度的判定方法




