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文档简介

扭转时金属材料剪切弹性模量G的测定

一、试验目的1．验证剪切虎克定律。2．测定低碳钢的剪切弹性模量G。

二、试验设备和仪器1．扭转试验机、扭角仪。2．游标卡尺、直尺

三、试验原理在剪切比例极限内，圆轴扭转所受的扭矩T与相对扭转角成正比，其关系式为由此可得

为了测定角，可先在低碳钢试件上安装扭角仪。图3—14，图3—15（a）为两种常用的扭角仪，然后在试件两端施加外力偶矩m，则扭矩为T=m,从而可由扭角仪测得其标距l0内的相对扭转角，通过上式便可计算出相应的剪切弹性模量G。图3—14

扭角仪及安装图

下面以图3—15所示JY—2型扭角仪为例介绍试验原理，其工作原理示意图如图3—15（b）。

为了验证剪切虎克定律，减少测量中的误差，与测定拉伸弹性模量E类似采用增量法逐级加载。标距为l0的试件，受到砝码增量引起的扭矩作用，△T=△P·L，标距两端截面的相对扭转角增量很小，可以由千分表量得的铅垂位移增量△除以测量臂长度来表示。。若每增加相同的扭矩增量△T，对应的相对扭转角增量△也基本相等，则证明剪切虎克定律是正确的。而各级剪切弹性模量Gi可表示为(i=1,

…,

n)实验剪切弹性模量G实取各级弹性模量的算术平均值，即

（a）

（b）

图3—15

JY—2杠杆式扭转角

四、试验方法和步骤1．试件准备

用游标卡尺量取试件标距l0内的直径d0。2．扭角仪准备

装好千分表，记录初读数（或调节表盘使指针对零）。用直尺量取试件轴线与千分表触头之间的距离（测臂长），并测量力臂L。3．进行试验

逐次加砝码，依次记录砝码重量Pi及相应的千分表读数。随时算出先后两次读数的差值，以检查试验是否正常，读数是否正确。4．结束试验

卸载。仪器复原并清理试验现场。

五、试验结果处理

绘制试验曲线，计算剪切弹性模量，填写试验报告。

剪切弹性模量G测定报告

班级--------

姓名---------

学号--------

试验日期------------

成绩---------

一、试验目的

二、试验设备和仪器

三、实验数据记录及处理1．试件尺寸及有关数据

试件标距l0(mm)

试件直径d0(mm)

极惯性矩(mm4)

千分表放大倍数k

力臂长度L(mm)

测量臂长度

ρ(mm)

2．试验数据3．数据处理扭矩增量

测点垂直位移在

作用下的扭转角增量

剪切弹性模量4．根据试验数据（），绘制试验曲线，以验证相对扭转角计算公式

四、思考题1．拉伸弹性模量E与弹性模

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