彈塑性防落梁球型鋼支座

豐澤智能裝備股份有限公司、同濟大學(xué)、中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司、中交第二公路勘察設(shè)計院有限公司、河北寶力工程裝備股份有限公司、衡橡科技股份有限公司、衡水中鐵建工程橡膠有限責(zé)任公司、衡水中交信德工程橡塑有限公司、武漢海潤工程設(shè)備有限公司、洛陽雙瑞特種設(shè)備有限公司、成都濟通路橋科技有限公司、衡水震泰隔震器材有限公司、河北省華科減隔震技術(shù)研發(fā)有限公司、河北省減隔震技術(shù)及裝置工程技術(shù)研究中心。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了彈塑性防落梁球型鋼支座的術(shù)語和定義，分類、結(jié)構(gòu)、規(guī)格及型號，技術(shù)要求，試驗方法，檢驗規(guī)則，標(biāo)志、包裝、運輸和儲存、安裝和養(yǎng)護。

徐瑞祥、李炯、彭天波、雷曉峰、朱玉、王?；?、趙保廣、柳建利、李金亮、梁旭、張曉武、伍大成、王勝勇、韓文濤、李曉明、張亞軍、張俊、鄭東海。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于橋梁工程中承載力為1000kN—100000kN的彈塑性防落梁球型鋼支座，其他工程所用的彈塑性防落梁球型鋼支座可參照使用。

彈塑件力學(xué)是固體力學(xué)的重要分支學(xué)科。固體材料往往同時具有彈性和塑性性質(zhì)，特別是材料處在塑性階段時，變形中既有可恢復(fù)的彈性變形，又有不可恢復(fù)的塑性變形。

大多數(shù)固體材料往往同時具有彈性和塑性性質(zhì)，因此又常被稱為彈塑性材料。彈塑性指的是物體在外力作用下會發(fā)生變形，而外力卸載之后變形不一定能完全恢復(fù)的性質(zhì)，其中變形中可恢復(fù)部分稱為彈性變形，不可恢復(fù)部分稱為塑性變形。

彈性力學(xué)討論固體材料中的理想彈性體及同體材料彈性變形階段的力學(xué)問題，包括在外力作用下彈性物體的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的分布，以及與之相關(guān)的基礎(chǔ)理論。

塑性力學(xué)討論固體材料中塑性階段的力學(xué)問題，采用宏觀連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的研究方法，從材料的宏觀塑性行為中抽象出力學(xué)模型，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程予以描述?？勺冃瓮w的彈性階段與塑性階段是整個變形過程中的兩個不同階段，彈塑性力學(xué)是研究這兩個密切相連階段力學(xué)問題的科學(xué)。

彈塑性力學(xué)經(jīng)過一百多年的發(fā)展，具有一套較完善的理論和方法。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，研究彈塑性力學(xué)新的理論、方法及其在基礎(chǔ)工程上的應(yīng)用尤顯重要。塑性力學(xué)與彈性力學(xué)有著密切的關(guān)系，彈性力學(xué)中的大部分基本概念和處理問題的方法都可以在塑性力學(xué)中得到應(yīng)用。

彈性力學(xué)與塑性力學(xué)的根本區(qū)別在于彈性力學(xué)是以應(yīng)力和應(yīng)變呈線性關(guān)系的廣義Hooke定律為基礎(chǔ)。一般來說，在塑性力學(xué)的范圍中，應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系呈非線性，而這種非線性的特征與所研究的具體材料有關(guān)，對于不同的材料和條件，具有不同的變化規(guī)律。

工程材料在應(yīng)力超過彈性極限以后并未發(fā)生破壞，仍具有一定繼續(xù)承受載荷的能力，但剛度相對地降低，故以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)的沒計方法不能充分發(fā)揮材料的潛力，某種程度上導(dǎo)致材料的浪費。因此，以塑性力學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計方法比彈性力學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計更為優(yōu)越，更符合實際工程應(yīng)用。 2100433B

在彈塑性體的變形中，有一部分是彈性變形，其余部分是塑性變形。在短期承受逐漸增加的外力時，有些固體的變形分兩個階段，在屈服點以前是彈性變形階段，在屈服點后是塑性變形階段。地質(zhì)力學(xué)根據(jù)在自然界和實驗室中的觀測，認(rèn)為巖石在長期力作用下可以是彈塑性體，其彈性變形和塑性變形可以不分階段同時出現(xiàn)。

彈塑性彈性變形

彈性變形的重要特征是具有可逆性，即材料受力后產(chǎn)生變形，卸除載荷后變形消失，反映彈性變形決定于原子間結(jié)合力這一本質(zhì)屬性。

彈性變形的物理本質(zhì)如下文所述：

金屬是晶體，晶體內(nèi)的原子具有抵抗相互分開、接近或剪切移動的性質(zhì)。金屬的彈性變形可以用雙原子模型來解釋，如圖1所示。對以金屬鍵結(jié)合為主的晶體而言，可以認(rèn)為：吸引力是金屬正離子與共有電子之間庫侖引力作用的結(jié)果，因它在比原子間距大得多的距離處仍然起主導(dǎo)作用（見圖1中的曲線1），所以吸引力是長程力；而排斥力則是短程力，它只有在原子間距離很接近時才起主導(dǎo)作用（見圖1中的曲線2），二者的合力如圖1中的曲線3所示?？梢姡?dāng)吸引力和排斥力達到平衡時，相互作用力為零，兩原子間的平衡距離便確定了，為

金屬在拉應(yīng)力作用下，當(dāng)相鄰原子間距大于平衡原子間距時，吸引力降低，同時排斥力也降低，但吸引力大于排斥力，所以兩原子間的合力表現(xiàn)為吸引力，在該吸引力的作用下原子力圖恢復(fù)到原來的平衡位置；反之，金屬在壓力作用下，當(dāng)相鄰原子間距小于平衡原子間距時，兩原子吸引力和排斥力都有所增加，但排斥力大于吸引力，所以兩原子間的合力表現(xiàn)為排斥力，在該排斥力作用下原子力圖回到原來的平衡位置。因此，在拉力或壓力去除后，原子恢復(fù)到原來的平衡位置，宏觀變形也隨之消失，這就是彈性變形的物理本質(zhì)。

彈塑性塑性變形

金屬材料常見的塑性變形方式主要為滑移和孿生。

滑移是金屬材料在切應(yīng)力作用下位錯沿滑移面和滑移方向運動而進行的切變過程。通常，滑移面是原子最密排的晶面，而滑移方向是原子最密排的方向?；泼婧突品较虻慕M合稱為滑移系?；葡翟蕉啵饘俚乃苄栽胶?，但滑移系的數(shù)目不是決定金屬塑性的唯一因素。例如，fcc金屬（如Cu、Al）的滑移系雖然與bcc金屬如（

試驗觀察到，滑移面受溫度、金屬成分和預(yù)先塑性變形程度等因素的影響，而滑移方向則比較穩(wěn)定。例如，溫度升高時，bcc金屬可能沿|112|及|123|滑移，這是由于高指數(shù)晶面上的位錯源容易被激活所致；而軸比為1.587的鈦（hcp）中含有氧和氮等雜質(zhì)時，若氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，則（1010）為滑移面；當(dāng)氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%時，滑移面又改變?yōu)椋?001）。由于hcp金屬只有三個滑移系，所以其塑性較差，并且這類金屬的塑性變形程度與外加應(yīng)力的方向有很大關(guān)系。

孿生也是金屬材料在切應(yīng)力作用下的一種塑性變形方式。fcc、bee和hcp三類金屬材料都能以孿生方式產(chǎn)生塑性變形，但fcc金屬只在很低的溫度下才能產(chǎn)生孿生變形。bcc金屬如

孿生變形也是沿特定晶面和特定晶向進行的。

材料受力超過彈性極限或屈服強度時，應(yīng)力和應(yīng)變呈非線性關(guān)系，產(chǎn)生不可逆的塑性變形，卸載后，出現(xiàn)殘余應(yīng)變的現(xiàn)象。外載進入彈塑性區(qū)域，物體產(chǎn)生的變形稱彈塑性變形，由彈性變形和塑性變形組成。

彈性變形的應(yīng)變可用虎克定律

塑性應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系有增量理論或塑性流動理論，表述塑性形變增量與應(yīng)力、應(yīng)力增量的關(guān)系；形變理論或全量理論（總應(yīng)變理論），表述塑性應(yīng)變本身與應(yīng)力間的關(guān)系。為充分發(fā)揮材料的潛力，降低結(jié)構(gòu)重量，采用彈塑性設(shè)計，是使結(jié)構(gòu)的總體受力處于彈性狀態(tài)，局部區(qū)域允許進入塑性狀態(tài)，既保證高的總體性能，又保證安全可靠。