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文档简介

1、金属材料扭转实验在实际工程机械中，有很多传动是在扭转情况下工作。 设计扭转轴所用的许 用剪应力，是根据材料在扭转破坏试验时，所测出的扭转剪切屈服极限T S或剪切强度极限T b而求得的。在扭转试验时，即使韧性极好的金属也能在扭转时发 生断裂，由于扭转断裂后外形无明显变化，从而可以精确地计算应力和应变情况。一、实验目的1. 测定低碳钢的剪切屈服极限T s,剪切强度及极限T b。2. 测定铸铁的剪切强度极限T b。3. 比较低碳钢和铸铁在扭转时的变形和破坏特征。二、实验设备ND-500C扭转试验三、实验原理1. 试件：根据国家标准，一般采用圆截面试件，标距100mm，标距部分直径d =10mm。如图

2、2-6所示。图2-62. 实验原理：材料的扭转破坏过程可用扭转曲线即T- 曲线来描述。T表示施加在试件上的扭距，：表示试件的相对扭转角度。现分别讨论低碳钢和铸铁扭转时力学性 质，如图2-7所示。Ti图2-7图中起始直线段 OA表明试件在这阶段中的T与成比例，截面上的剪应 力呈线性分布，如图2-8 (a)。在A点处，T与的比例关系开始破坏，此时 截面周边上的剪应力达到了材料的剪切屈服极限飞，相应的扭矩记为Tp。由于这时截面内部的剪应力尚小于 s，故试件仍具有承载能力，T-曲线呈继续上升的趋势。扭矩超过Tp后，截面上的剪应力分布发生变化，如图2-8 (b)。在截面上出现了一个环状塑性区，并随着Tp

3、的增长，塑性区逐步向中心扩展，T- 曲线稍微上升，直到B点趋于平坦，截面上各点材料完全达到屈服。 试件整体屈 服后，T-曲线上出现屈服平台。根据国家试验标准规定，这时的示值为材料扭 转屈服扭矩，记作Ts。而剪切屈服极限s由下式表TsWt其中Wtd16是试件的抗扭截面系数。T _TP时的剪应力分布TS -T TP时的剪应力分布T二TS时的剪应力分布图2-8截面上剪应力分布图继续给试件加载，试件再继续变形，材料进一步强化。当达到T-:曲线上的C点时，试件被剪断。读出最大扭矩 Tb，可得剪切强度极限为3T4W铸铁的T-曲线如图2-9所示。从开始受扭直到破坏，近似为一直线，按弹性应力公式，其剪切强度极限：Tb图2-10 铸铁的扭转图四、实验步骤1. 电源接通，启动计算机并运行试验软件。2. 将试件一端装入前夹头，移动尾架，将另一端装入后夹头将试样夹紧，即可 开始做试验。3. 按照1.3节有关扭转试验机的使用说明操作进行试验。4. 操作结束，记录下计算机给出的参数和计算结果及 T

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