焊接结构的脆性断裂教学课件

接构与生第2章焊接结构的脆性断裂焊接结构的脆性断裂接构与生第2章焊接结构的脆性断裂接构与生本章重点:21结构的脆性断裂事故及其特征22金属材料脆性断裂的能量理论★23金属材料脆性断裂及其影响因素231金属材料断裂的基本概念232典型的断裂机制233影响金属材料脆性断裂的主要因素★24焊接结构的特点和工艺因素对脆性断裂的影响★24.1焊接结构的特点对脆性断裂的影响242焊接结构制造工艺的特点对脆性断裂的影响25焊接结构防脆性断裂设计原则及相关的评定方法26防止焊接结构发生脆性断裂的途径★接构与生2.1结构的脆性断裂事故及其特征自从焊接结构广泛应用以来,许多国家都发生过一些焊接结构的脆性断裂事故。虽然发生脆性断裂事故的焊接结构数量较少但其后果是严重的,甚至是灾难性的。所以脆性断裂引起世界范围有关人员的高度重视。目前脆性断裂事故已趋于减少,但并未杜绝。例如:1972年1月美国建造的大型轮船,船长189m,建成9个月后在纽约的杰佛逊港断成两截并沉没;1979年12月18日我国吉林液化石油气厂的球罐连锁性爆炸(死伤86人,损失约627万元);1992年1月26日我国黑龙江省某糖厂的4000m3糖蜜罐的罐体突然破裂。下面再介绍几起典型焊接结构脆性断裂事故,以便了解脆性断裂的概貌,并可得到相关经验。生物科学素养作为科学素养的一部分，是现代人一生都需要，并应不断得到发展的。一个人的职业可能与生物学没有直接关系，但任何人的生活和工作都不可能脱离生物圈，况且人就是最重要的生物。生物学素养包括具备基本的生物学知识，相应的技能和能力，对社会中的生物学问题的解决有浓厚兴趣并积极参与，用正确的价值观规范自己的态度、行为和习惯。同时，科学是开放的、发展的，今天被认为是正确的，明天未必仍然完全正确，科学贵在创新，要不断增强创新意识。从这意义上讲，生物学科开展研究性学习有一定的学科优势，学生容易选择那些与生活息息相关的比较感兴趣的专题进行研究，具备了研究性学习内容选择的开放性特点，面对着广泛的内容，应该如何选题呢？一、在高中生物教学中贯穿研究性学习的必要性研究性学习是由学生在一定的生活情境中发现问题，选取专题、设计研究方案，通过主动的探索和研究而求得问题的解决，从而了解和体验科学探索的过程，养成自主探究。研究性学习过程运用于生物教学，具有以下优势：（1）研究性学习能让学生自主地参与观察生命现象，探索生命本质，从而获得生物学知识，有效地形成生物学概念；（2）研究性学习的核心在于培养学生对生命科学的探究能力，而探究能力又是形成生物学概念的前提；（3）研究性学习能培养学生探究生物世界的积极态度，如同交给学生一把开启生命科学宝库的金钥匙。传统的生物课堂教学都是按学科知识的逻辑体系进行教学，以传授课本知识获得间接经验为主。即使是演示实验和学生实验都是教师的控制下按部就班地进行。知识的传授很少有机会与学生的生活以及社会实践相联系。在生物课程中，贯穿研究性学习，正是在这样的背景下提出来的。在生物课堂教学中进行研究性学习，符合研究性学习的特点，可给学生一些真正属于他们自己的学习时间和空间，让学生在实践中得到锻炼和提高，加深对生命科学的理解和热爱，更好地体现生物教学与社会发展的联系。二、在高中生物教学中贯穿研究性学习的策略l、最好的教学法――兴趣教学。兴趣是学生学习的原动力。充分发挥学生的潜能，寓教于学，寓教于乐，从而使学生在轻松的氛围中，掌握了知识的要点。从教育心理学的角度来看，人的活动都是由一定的动机引起的，学生的学习和研究也是如此。在生物教学中，教学若能紧密结合物理教学内容，提出一些学生欲答不能而又迫切想了解的、与生产生活密切关联的物理问题，并充分利用现代教学手段，积极创设开放的教学情景，将会诱发学生的探索研究动机，从而激发学生对周围有关物理现象的关注，激发对物理的情感倾向。只有在学生产生了兴趣的起点上，才会引发积极的思索和产生探求未知的愿望。他们才会积极主动地学习，不会觉得学习是一种负担，甚至有时废寝忘食。2、合理质疑――激发学生思考。教师的作用不仅仅在于“给出知识”，更重要的是能引出活动！要善于设计疑问，激发学生的认识冲突，使其处于积极主动的地位，从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。问题应该是整个教学过程的主线，教学活动自始至终均应用围绕着问题展开。让学生在不断提出新问题，认识新问题和解决新问题中提高综合素质。这样才有利于学生自主学习的形成、创新思维的培养。3、可操作性――学习信心毅力的培养。研究性学习的选题必须考虑是否具备观察、调查、实验等客观条件，包括学校条件、学生条件、社会条件，只有这样，学生的研究才能按部就班、有事可干，有充实感，有成功喜悦感。因此选题必须来源于学生身边周围发生的问题或者通过学生老师共同努力就能得到解决的问题，以做到切实可行。学生参与知识的形成过程，在动口、动手、动脑中，激活学生原有的知识储存.有利于智慧技能的迁移，参与中建构自己的认知结构。让学生在真实而未知的情境中动手去探求真知，亲自去解决实际问题，学习实验技能的方法，认识科学知识的价值，调动学生的积极性，不断产生探究的愿望，有助于学生确立克服困难的意志和信心。4、设置悬念――延伸教学。我国的章回体小说都做了妙趣夺人的心理设计，每当故事发展到高潮时，矛盾冲突达到白热化程度时，作者往往要来一个急刹车，以“欲知后事如何，且看下回分解”告一段落，使读者产生欲知不得，欲罢不能的心理，这就悬念心理，所以课堂教学中教师要根据学生的这种心理特点和教材具体内容，恰当设置悬念，而且教师应有意识地留问题给学生，使教学延伸到课外，让学生对所学知识“回味无穷”。总之，积极创新情境，让学生体验科学探究过程，学习科学探究的方法，养成科学探究的能力，是生物教学的重要任务之一。陈鹤琴先生是我国近现代发展史上功勋卓著的教育家之一，他年轻时在美国师从著名的教育家杜威，学成归国后更是历史性地创建了我国第一个幼儿教育研究中心。针对阅读能力的培养，陈鹤琴根据自己丰富的教学实践经验在著作中写到：“一个会阅读的人，才能真正体会知识带给他的无限欢乐；一个不会阅读的人，并不能称之为真正进入了学术的殿堂的。”阅读无疑是打开知识大门的钥匙，而掌握较强的阅读能力在高中英语的学习中就显得更为重要了。从应试的角度来讲，阅读理解这一题型在高考英语试卷中所占的分值比重很大、不容忽视；从提升学生实际英语应用能力的角度来讲，学生具备高效的阅读能力是为学生进入大学做准备、增强学生综合竞争实力的关键。因此，高中英语教师在教学中势必关注学生阅读能力的不断提升，努力研究更多有益于学生高效阅读的策略和模式。一、热爱是培养阅读能力最好的老师著名的教育家顾明远先生说过：“在学生的学习过程中，热爱永远是伴随他们的最好的老师和伙伴。”可是，现实的教学中，我们发现大多数的高中生都很少进行英语阅读，即使是在做题的时候，也都很害怕练习阅读这一题型。所以，我们需要在阅读教学中注重学生热爱阅读之情的激发。学生只有从内心深处喜欢上阅读，才能够在持之以恒地坚持阅读这一好习惯、掌握更多的阅读技巧、提升阅读能力。在引导学生们热爱阅读的道路上，以下两点是比较关键的。1.多推荐一些符合学生兴趣点的阅读素材。从学生感兴趣的阅读素材入手，学生们往往更容易接受阅读这样一个学习的方式。2.通过表扬等途径增强学生的阅读成就感。教师对学生的表扬是外部动机的主要构成因素之一，学生们阅读之后分享感受，教师及时予以表扬和鼓励，无疑可以增强学生的阅读成就感，也会感染更多的学生逐渐建立阅读的习惯。二、传授学生们更多的阅读技巧1.处理好博和精的关系。众多的英语文章阅读方式中，常见的划分方式主要是精读和速度。精读讲求的是对文章细节的把握，速度更加强调阅读者的速度。其实，二者并非完全对立的两种阅读模式，在教师的引导下，学生完全可以兼而顾之、掌握高效阅读的能力。（1）从整体入手，掌握文章主旨。在高考阅读理解的题目类型设置中，有超过四分之一的题目都是考察学生对于文章主旨的把握。因此，确保学生们掌握速度的技巧、把握文章核心思想是比较重要的。（2）深入局部，研究细节。只做到对文章中心的把握显然还未完全达到高效阅读的标准，在阅读的时候，学生也要更多的注意文章细节，从细节处把握作者的情感基调、把握文章的词汇运用等等。高考阅读理解中相当一部分的题目也都集中于学生对细节把握的考察上。总之，学生们只有在阅读的过程中处理好博和精的关系，才能在提升阅读技巧的道路上越走越远、实现可持续发展。2.要讲究速度和效率。考场上的阅读与学生平时的阅读又不一样，平时的阅读中没有时间的限制，学生可以更多地赏析文章、品读文章。但是在考场上，学生需要在规定的时间内完成所有题目的回答，因此学生在理解文章的基础上，更要注意阅读的速度和效率。在教学实践中，通过不断地实践和总结，我认为以下三点是英语教师必须要告知学生们的高效阅读技巧。（1）带着问题阅读。在阅读之前具有相对明确的目的是实现高效阅读的途径之一。实践证明，学生们在考试中首先浏览题目，然后带着问题进行阅读可以节省不少的时间。（2）阅读的过程不断思考。有的学生在阅读的时候不思考，结果就相当于将文章在脑子里过了一遍，阅读过后什么都没有记住。需要答题的时候再次会到文章中不断地找答案，显然浪费了不少宝贵的答题时间。为了实现高效阅读，我们应该引导学生们在平时的阅读中就养成一边阅读一边思考的好习惯，最好在思考的过程中做一些笔记。这样不仅能够节省答题时间，还可以发散思维。（3）学会推断和预测。有的学生在阅读英语文章的时候喜欢逐字逐句阅读，遇到一个不会的单词要纠结很久，不知不觉之间就浪费了很多时间。其实，我们讲“不求甚解”，没有必要在阅读一篇文章的时候把每一个单词的意思都搞明白、遇到不懂的单词就去查字典。因为有时候极个别的单词并不影响我们整体的阅读效果、并不妨碍我们理解文章主旨。很多时候，某个生词的意思我们是完全可以采取联系上下文的方式推测出来它的准确意思的。这里就涉及到一个推断和预测的阅读技巧，学生掌握了推断的能力，就可以在阅读的过程中更加顺畅、巧妙跳过一些生词，完成文章的阅读。三、引导学生们养成高效的阅读习惯习惯成自然，好的习惯不仅可以轻松帮助学生们在学习中事半功倍，而且也可以提升学生自主学习的能力。英语阅读能力的提升不仅讲求一定的技巧，也要求学生建立高效的阅读习惯。（1）学会筛选信息。筛选信息的学习习惯指的是学生在阅读的过程中保持较高的注意力，大脑不断积极思考筛选出有价值的信息来的习惯。通常情况下，英语文章中比较有价值的信息都蕴藏于每一段的首尾句。此外，还有一些标志性的人名、地名、数字符号等都是需要学生格外留意的有用信息。学生在阅读到这些信息的时候习惯性地做标记、或者多思考一下，往往对他们准确把握文章主题、高效阅读有很大的帮助。（2）聚精会神地阅读。集中注意力、聚精会神地阅读文章是非常关键的。学生只有保持较高的注意力，在阅读的时候心无旁骛，才能保证阅读的流畅性和完整性。很多学生之所以难以较好地完成阅读理解的答题，就是因为阅读的时候注意力不够集中。因此，我们要督促学生们在日常的阅读中就建立聚精会神阅读的好习惯。综上所述，高效英语阅读能力的培养不仅需要学生从根本上建立一定的热爱之情，更需要学生持之以恒地坚持这一正确的学习习惯。教师在传授了学生基本的阅读技巧之后，最关键的还是需要给学生们足够的时间，让他们去尝试、去练习。只有经过一段时间的练习，学生才能真正领悟其中的真谛、逐渐发展成为懂得阅读艺术的人。接构与生本章重点:21结构的脆性断裂事故及其特征22金属材料脆性断裂的能量理论★23金属材料脆性断裂及其影响因素231金属材料断裂的基本概念232典型的断裂机制233影响金属材料脆性断裂的主要因素★24焊接结构的特点和工艺因素对脆性断裂的影响★24.1焊接结构的特点对脆性断裂的影响242焊接结构制造工艺的特点对脆性断裂的影响25焊接结构防脆性断裂设计原则及相关的评定方法26防止焊接结构发生脆性断裂的途径★接构与生2.1结构的脆性断裂事故及其特征自从焊接结构广泛应用以来,许多国家都发生过一些焊接结构的脆性断裂事故。虽然发生脆性断裂事故的焊接结构数量较少但其后果是严重的,甚至是灾难性的。所以脆性断裂引起世界范围有关人员的高度重视。目前脆性断裂事故已趋于减少,但并未杜绝。例如:1972年1月美国建造的大型轮船,船长189m,建成9个月后在纽约的杰佛逊港断成两截并沉没;1979年12月18日我国吉林液化石油气厂的球罐连锁性爆炸(死伤86人,损失约627万元);1992年1月26日我国黑龙江省某糖厂的4000m3糖蜜罐的罐体突然破裂。下面再介绍几起典型焊接结构脆性断裂事故,以便了解脆性断裂的概貌,并可得到相关经验。接构与生桥梁:最典型的是1938年3月比利时阿尔拜特运河上Hessel桥的断塌事故。这座桥是用t-42转炉钢焊制成,跨度为7452m仅使用14个月,就在桥上仅有一辆电车和一些行人的载荷作用下发生断塌。事故发生时气温为-20°C,6min桥身就突然断为截时过不久,1940年1月该运河上另外两座桥梁又发生局部脆性断裂。总计从1938~1940年在所建造的50座桥梁中共有10余座出现脆性断裂事故。加拿大、法国也发生过类似的事故。轮船:在第二次世界大战期间,美国制造的4694艘船中,在970艘船上发现有1442处裂纹,这些裂纹多出现在万吨级的“自由型”货轮上,其中24艘甲板横断,1艘船舶的船底发生完全断裂。另有8艘从中腰断为两截,其中4艘沉没另外,Schenectady号T-2型油轮1942年10月建成,在1943年1月16日在装备码头停泊时发生突然断裂事故。当时海面平静,天气温和,其甲板的计算应力只有70MPa接构与生储罐:在1944年前后,发生几起和的脆性断裂事故。如1944年10月美国的储藏基地的球罐和圆筒形储罐,这些罐的内层用质量分数为3.5%的N钢制成。事故是由圆筒储罐引起的。首先在圆筒形罐1/3~1/2高处开裂并喷出气体和液体,接着起火,然后储罐爆炸,20min后1台球罐因底脚过热而倒塌爆炸,造成128人死亡,损失680万美元。上述我国在吉林液化石油气厂的球罐爆炸事故,是一台400m3球罐在上温带与赤道带的环缝熔合区破裂并迅速扩展为135m的大裂口,液化石油气冲出形成巨大的气团,遇到明火引燃,其附近的球罐被加热,4h后发生爆炸,导致连锁性爆炸,整个罐区成为一片火海。些著名的典型脆性断裂事故的事例及成因见表2-1接初与生表2-1焊接结构脆性破坏的典型事似及成因损坏日期洁构类别、地点破坏简况和主要原因美国马萨诸塞州士顿处开始可看到典型指向裂纹源的人字纩高14m直径30双层容器,内层用里分数为3s%的钢成。选材不当,低温性裂美国俄家俄州由厚10mm的锰钼钢焊制,环焊缝昱銄区出现严重裂绞沿母村扩展哖储氨罐用厚度为150mm的Mn-Cr-Mo-钢板和锻钢制造,从一侧的10mm三角破坏,应力還火溫度控不好,造成脆化及锻钢件偏析带%6明球形容器积22m厚29mm、800MP级的高强度钢,修补时,焊接热入过大,成合区脆化197哖12月圆筒形大型石油储罐厚12mm的600MP級强度钢焊制●在环形板与罐壁拐角处的底角部有13m长的19姩容积为0m的球罐厚34mm的15MnVR钢焊制。制造时存有较大角变形、错边、我国岳阳石油化工用酸性焊条焊接,造成焊维和热影响区望性很差,在超载情兄下爆炸空22m、高21用厚44mn的前苏联CT制F我国吉林化学工业公司爆炸,裂成43个碎片,死感,个质为H:CO气体,在正常操作条件下焊、热区的中韧度很低,造成低应力脆性断裂识月物m石油化气用厚)x的::圣朝蕊南加环合线开裂,迅速扩展至我国吉林煤气公司91接构与生脆性断裂根据对脆性断裂事故调查研究结果发现,具有如下特征:1)断裂一般都在没有显著塑性变形的情况下发生,具有突然破坏的性质。2)破坏一经发生,瞬时就能扩展到结构大部或全体。因此,脆性断裂不易发现和预防。3)结构在破坏时的应力远远小于结构设计的许用应力。4)通常在较低温度下发生。焊接结构的特点决定它的脆性断裂可能性比铆接结构大。焊接结构的应用范围很广,虽然发生的脆性断裂事故不太多,但损失很大,有时甚至是灾难性的。研究脆性断裂问题对于保证焊接结构的可靠工作、推广其应用范围有重大意义。特别是随着焊接结构向大型化、高强化、深冷方向的发展,对于进一步研究焊接结构的脆性断裂问题就显得更为迫切、更为重要。脆性断裂的根本原因:材料选用不当、设计不合理、制造时有缺陷等,因此