Y gromlin straen{0}}yw'r cynrychioliad graffigol sylfaenol o ymddygiad mecanyddol deunydd, ac mae gan ei nodweddion allweddol oblygiadau uniongyrchol a dwys ar gyfer dyluniad aelodau pelydr H
.
1. Modwlws Elastigedd (E): The Stiffness Constant
Gwerth: Ar gyfer A572 Gradd 50 a Gradd 60, mae'r modwlws elastigedd yn ei hanfod yr un fath: E ≈ 29,000 ksi (200 GPa). Mae hwn yn eiddo i'r dellt grisial haearn ac nid yw lefel aloi neu gryfder cymedrol yn effeithio'n sylweddol arno.
Goblygiad Dyluniad: Mae hyn yn golygu y bydd gan adran pelydr H- (ee, W18x35) yn union yr un anystwythder elastig a gwyriad o dan lwythi gwasanaeth, p'un a yw wedi'i wneud o ddur Gr.50 neu Gr.60. Nid yw'r dewis o radd yn gwneud pelydryn "yn anystwyth." Mae budd cryfder uwch yn gorwedd yn ei allu i gario mwy o lwytho'r blaenildio, nid lleihau gwyriadau o dan amodau gwasanaeth. Mae rheolaeth gwyriad yn cael ei reoli gan foment syrthni'r adran (I) ac E, sy'n gyson.
2. Cryfder Cynnyrch (Fy): Dechreuad Anffurfiad Plastig
Gr.50: Mae'r cynnyrch yn dechrau ar straen o 50 ksi.
Gr.60: Mae cynnyrch yn dechrau ar straen o 60 ksi.
Goblygiad: Y trothwy straen hwn o 20% yn uwch yw'r budd economaidd craidd. Ar gyfer trawst mewn plygu, mae ei allu moment plastig (Mp=Fy * Z) mewn cyfrannedd union â Fy. Felly, mae gan drawst Gr.60 gryfder flexural eithaf 20% yn uwch na'r un adran yn Gr.50. Mae hyn yn caniatáu ar gyfer adran lai, ysgafnach ar gyfer yr un cryfder gofynnol, neu gapasiti llwyth uwch.
3. Llwyfandir Cynnyrch a Chaledu Straen
Mae'r ddwy radd yn dangos llwyfandir cnwd amlwg - rhanbarth o ddadffurfiad plastig ar straen bron yn gyson ar ôl cnwd cychwynnol. Mae hyn yn hanfodol ar gyfer ymddygiad hydwyth ac ailddosbarthu straen.
Hyd y Llwyfandir: Mae hyd y llwyfandir hwn yn cael ei ddylanwadu gan y Gymhareb Cynnyrch i-Cryfder Tynnol (Fy/Fu). Yn gyffredinol, mae gan A572 Gr.50, gyda chymhareb Fu/Fy nodweddiadol o ~1.30, lwyfandir hirach, mwy sefydlog na Gr.60, sydd â chymhareb o ~1.25. Mae hwn yn bwynt cynnil ond pwysig ar gyfer dylunio seismig, lle mae angen anffurfiad plastig helaeth.
4. Cryfder Tynnol (Fu) a Gwddf
Ar ôl y llwyfandir cnwd, mae'r deunydd yn cael ei galedu dan straen (mae straen yn cynyddu gyda straen) nes iddo gyrraedd y cryfder tynnol eithaf (Fu).
Gr.50: Fu Yn fwy na neu'n hafal i 65 ksi.
Gr.60: Fu Yn fwy na neu'n hafal i 75 ksi.
Defnyddir y Fu uwch o Gr.60 yn uniongyrchol mewn cyfrifiadau dylunio cysylltiad (ee, cneifio bloc, rupture adran net).
5. Hydwythedd: Cyfanswm Elongation
Mae'r ardal o dan gromlin straen-yn cynrychioli'r egni sy'n cael ei amsugno cyn torri asgwrn.
Gr.50: Lleiafswm elongation=21%.
Gr.60: Lleiafswm elongation=18%.
Mae hyn yn meintioli hydwythedd Gr.60 ychydig yn llai, masnach-i ffwrdd am ei gryfder uwch.
Crynodeb o Oblygiadau Dylunio:
Cyflwr Terfyn Defnyddioldeb (Gwyriad): Dim gwahaniaeth. Cyfrifir diffygiadau gan ddefnyddio E=29,000 ksi ar gyfer y ddwy radd. Maint aelod (I) yw'r ffactor rheoli.
Cyflwr Terfyn Cryfder (Cynnyrch): Gwahaniaeth mawr. Cyfrifir y pwysau a'r cryfderau dylunio a ganiateir (φ*Rn) gan ddefnyddio'r gwerthoedd Fy priodol (50 neu 60 ksi). Mae hyn yn effeithio'n uniongyrchol ar ddewis aelodau o dablau dylunio.
Dyluniad Plastig a Pherfformiad Seismig: Mae siâp y gromlin yn bwysig. Mae'r uchafswm gwarantedig Fy/Fu o A992 (0.85) yn ei gwneud yn well ar gyfer ffurfio colfachau plastig. Ar gyfer yr A572, mae'n bosibl y bydd llwyfandir cynnyrch hirach arferol Gr.50 yn cael ei ffafrio dros Gr.60 ar gyfer manylion hydwyth critigol mewn systemau seismig, oni bai bod arbedion pwysau Gr.60 yn gymhellol.
Ystyriaethau Sefydlogrwydd: Ar gyfer aelodau main sy'n dueddol o byclau (colofnau, trawstiau ochrol heb eu cynnal), gall y Fy o Gr.60 uchaf fod yn gleddyf ag ymyl dwbl. Er ei fod yn cynyddu'r llwyth sboncen (Po=Fy * Ag), mae hefyd yn codi'r straen y mae byclo elastig yn digwydd. Fformiwlâu cromlin colofn sy'n cyfrif am hyn, ac nid yw'r budd bob amser yn llinellol. Gall colofn fain weld llai o gynnydd mewn cynhwysedd o Gr.50 i Gr.60 na thrawst cryno mewn plygu.
Tabl: Straen-Nodweddion Cromlin Straen ac Effaith Dylunio
| Nodweddiadol | A572 Gr.50 | A572 Gr.60 | Effaith Dylunio Sylfaenol |
|---|---|---|---|
| modwlws (E) | 29,000 ksi | 29,000 ksi | Dim. Gwyriad union yr un fath ar gyfer yr un adran. |
| Pwynt Cynnyrch (Fy) | 50 ksi | 60 ksi | Prif yrrwr. 20% cryfder dylunio uwch o ran ildio/plygu/cneifio. |
| Llwyfandir Cynnyrch | Hirach (Fu/Fy uwch) | Byrrach (Ff/Fy is) | Yn dylanwadu ar gapasiti cylchdroi colfachau plastig; Gr.50 mwy hydwyth. |
| Cryfder Tynnol (Fu) | 65 ksi | 75 ksi | Yn effeithio'n uniongyrchol ar gryfderau rhwygo cysylltiad. |
| Hydwythedd (Elongation) | 21% mun | 18% mun | Mae gan Gr.50 fwy o gapasiti ar gyfer dadffurfiad plastig. |
I gloi, er bod yr anystwythder (E) yn union yr un fath, mae cromliniau straen Gr.50 a Gr.60 yn adrodd straeon gwahanol am gryfder a hydwythedd. Rhaid i'r dylunydd ddewis y radd yn seiliedig ar ai'r flaenoriaeth yw'r effeithlonrwydd cryfder mwyaf (Gr.60) neu'r hydwythedd uchaf a llwyfandir plastig ehangach (Gr.50), gyda'r ddealltwriaeth nad yw'r dewis hwn yn effeithio ar wyriadau defnyddioldeb.