金属材料扭转力学性能测定预习报告和实验报告带解析
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告
本次实验旨在探究不同材料的扭转特性，并使用扭转实验仪器记录其扭转角度和材料的弹性模量，以深入了解材料力学的基本性质和特点。
实验装置包括一个旋转机构、一组夹具与给定标准的扭力装置。
为了保证本次实验的准确性，首先需要校准扭转实验仪器，以确保其在不同扭转角度下的读数准确可靠。
在实验过程中，我们选用了三种材料进行扭转实验：钢、铜和铝。
实验以钢为第一个实验材料。
首先，将钢杆放置于夹具之间，用扭力装置施加一个恒定的扭矩，并在旋转机构上逐渐增加扭转角度，记录下材料在不同扭转角度下的扭转角度和扭力值。
整个实验过程需要反复进行多次，记录扭转角度和扭力值的平均值，以减小误差。
接下来进行铜杆的实验。
操作步骤同上，将铜杆放置于夹具之间，施加恒定扭矩，逐渐增加扭转角度，记录扭转角度和扭力值并取平均值。
最后进行铝杆的实验，仍按照同样的操作步骤进行。
实验结果表明，随着扭转角度的逐渐增加，材料的扭转角度和弹性模量发生变化。
三种材料的弹性模量分别如下：钢为1.96×1011N/m2，铜为1.05×1011N/m2，铝为
6.00×1010N/m2。
由此可见，钢的弹性模量最大，铝的弹性模量最小，这与各自的材料性质和组成有关。
实验中还发现，位移角度与扭转角度呈正相关关系，即随着扭转角度的增加，位移角度也随之增加。
同时，不同材料的弹性模量存在较大差异，这说明在实际应用中，选择不同材料需要根据其其材料性质来进行权衡，进而确定合适的使用场景和条件，以确保其能够满足预期的设备要求。
金属材料扭转实验
矩的增大趋于均匀，如图 4.3（c）所示，假设应力为τ s （屈服极限），则这 时截面上应力τ s 与相应扭矩的Ts 的关系为
τs
=
3TS 4WP
图 4.2
T
(a)
(b)
(c)
Tb Ts
图 4.3 扭转试件在不同扭矩下横截面应力图
图 4.4
同理可计算塑性材料在扭转时的剪切强度极限
τb
=
3Tb 4W p
对于铸铁等脆性材料在扭转至破坏时，因其变形较小无屈服现象，故可 近似地用弹性应力公式进行计算，若破坏时的扭矩为Tb ，则得到剪切强度极 限为
τb
=
Tb Wp
-3-
三、仪器与设备
1、扭转试验机 2、游标卡尺
四、实验方法与步骤
1、量好试件尺寸（直径 d ）后，将试件安装于机器夹头中，可在试件上 画上一条纵向粉笔线，以观察它的变形。
2 最大显示扭矩（Nm）
3 扭矩最小读数值（Nm）
4 扭矩精确测量范围（Nm）
5 扭转角最大讯数值（°）
6 扭转角最小读数值（°）
7 扭矩示值相对误差
8 扭矩示值重复性相对误差
9 零点相对误差
10 试样直径（㎜）
表 4.3
规格、参数及指标 NJS-01 150 0.06 20—100 99999.9 0.1
-1-
实验四 金属材料扭转实验
一、实验目的
扭转实验是了解材料抗剪能力的一项基本实验，本实验着重了解塑性材 料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）受扭转时的机械性能，测定τ s 、τ b 绘制 T − φ 图，并比较两种材料的破坏情况及原因。
扭转实验过程中，试件的断面形状几乎一直不变，无颈缩现象，变形较 均匀，可以较准确地测定试件变形及瞬时破坏应力。
材料力学金属扭转实验报告[5篇范例]
![材料力学金属扭转实验报告[5篇范例]](https://img.taocdn.com/s3/m/c85686fa0408763231126edb6f1aff00bfd57047.png)
材料力学金属扭转实验报告[5篇范例]第一篇：材料力学金属扭转实验报告材料力学金属扭转实验报告【实验目的】1、验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。
；测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限bτ握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能；2、绘制扭矩一扭角图；3、观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异；4、了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。
【实验仪器】仪器名称数量参数游标卡尺1 0-150mm，精度CTT502 微机控制电液伺服扭转试验机 1 最大扭矩500N·m，最大功率低碳钢、铸铁各 1 标准【实验原理和方法】1..测定低碳钢扭转时的强度性能指标试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。
随着外力偶矩的增加，当达到某一值时，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩esM，低碳钢的扭转屈服应力为 pess43WM=τ式中：/3pd W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。
在测出屈服扭矩sT 后，改用电动快速加载，直到试样被扭断为止。
这时测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩ebM，低碳钢的抗扭强度为 pebb43WM=τ对上述两公式的来源说明如下：低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的ϕ-eM 图如图1-3-2 所示。
当达到图中 A 点时，eM 与ϕ成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力sτ，如能测得此时相应的外力偶矩epM，如图1-3-3a 所示，则扭转屈服应力为 pepsWM=τ经过A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图1-3-3b 所示。
若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图 1-7c 所示的情况，对应的扭矩sT 为 OϕM eABCM epM esM eb 图 1-3-2低碳钢的扭转图τ sTτ sTτ sT（a）pT T =（b）s pT T T <<（c）sT T =图 1-3-3低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布s p s3d/22sd/2s s3412d 2 d 2 ττπρρπτρπρρτ WdT ====⎰⎰由于es sM T =，因此，由上式可以得到 pess43WM=τ无论从测矩盘上指针前进的情况，还是从自动绘图装置所绘出的曲线来看，A 点的位置不易精确判定，而B 点的位置则较为明显。
金属材料的扭转试验
1
取平均值：
Gi
=
(ϕi
∆TL0
) − ϕi−1
IP
G = ∑Gi n
（2-2）
或采用最小二乘法计算切变模量 G。由弹性扭转公式 ∆ϕ = ∆TL0 ，令 GIP
a = ∆ϕ = L0
(b)
∆T GI P
式中：L0 为试样的标距， IP 为截面对圆心的极惯性矩。
五、实验结果处理
1. 试样原始尺寸记录及处理参考表 2-2 进行。计算三处测量直径的平均值，取三处直径
平均值中的最小值计算试样的抗扭截面系数WP ，以三处直径平均值的均值计算试样的极惯性
矩 IP 。
2. 采用最小二乘法计算切变模量 G，试验数据记录与处理参考表 2-1 进行，按公式 (2-2) 计算切变模量 G。或根据试验数据记录，按公式(2-3) 计算切变模量 G（算术平均值）。
试样在断裂前所承受的最大扭矩 Tb 按弹性
扭转公式计算得抗扭强度τb 。从自动记录的T − ϕ 曲线源自读取试样断裂前的最大扭矩 Tb ，
（图 2-3），按下式计算抗扭强度：
（a）低碳钢试样断口形貌
τb
=
Tb WP
(2-8)
在试验过程中，试样直径不变，由于低碳钢
(b) 铸铁试样断口形貌
图 2-4 试样断口
抗剪切能力小于其抗拉能力，而横截面上切应力具有最大值，故断口为平断口(图 2-4a)。
说明：在扭转弹性阶段，试样圆截面上的应力沿半径线性分布。对试样缓慢加载，试样
横截面边缘处材料首先进入屈服，而整个截面的绝大部分区域内仍处于弹性状态(图 2-5a )。
此后，由于材料屈服而形成的塑性区不断向中心扩展，横截面上出现了一个环状的塑性区（图
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告1. 实验目的。
本实验旨在通过材料力学扭转实验，探究材料在受力情况下的扭转性能，了解材料的力学特性和扭转变形规律，为工程应用提供理论依据。
2. 实验原理。
材料在受到扭转力矩作用下，会产生扭转变形。
根据弹性力学理论，扭转角度与扭转力矩成正比，而与材料长度和材料性质有关。
材料的扭转刚度可用扭转角度与扭转力矩的比值来表示，即扭转角度和扭转力矩的比值为材料的剪切模量G。
3. 实验装置。
本实验采用材料力学扭转实验机进行测试，实验机由电机、扭转传感器、数据采集系统等部分组成。
在实验中，通过控制电机输出的扭转力矩和测量相应的扭转角度，可以得到材料的扭转刚度和剪切模量等参数。
4. 实验步骤。
（1）将待测试的材料样品装入扭转实验机夹具中，保证样品的两端固定。
（2）设置实验机的扭转力矩和扭转角度采集参数。
（3）启动实验机，施加不同的扭转力矩，记录相应的扭转角度。
（4）根据实验数据计算材料的扭转刚度和剪切模量。
5. 实验结果与分析。
通过实验数据处理和分析，得到了材料在不同扭转力矩下的扭转角度数据。
根据实验结果，可以绘制出材料的扭转曲线，进一步分析材料的扭转特性和力学性能。
6. 结论。
通过本次材料力学扭转实验，得到了材料的扭转刚度和剪切模量等重要参数，为了解材料的力学性能提供了重要参考。
同时，实验结果也为工程应用提供了理论基础，具有一定的实用价值。
7. 实验心得。
本次实验通过操作实验装置、处理实验数据等环节，对材料力学扭转实验有了更加深入的认识，增强了对材料力学知识的理解和应用能力。
综上所述，本次材料力学扭转实验取得了一定的成果，为深入研究材料的力学性能和工程应用提供了重要参考，具有一定的理论和实用价值。
扭转实验的实验报告
扭转实验的实验报告篇一：低碳钢和铸铁的扭转实验报告一、试验目的扭转试验报告1、测定低碳钢的剪切屈服极限τs。
和剪切强度极限近似值τb。
2、测定铸铁的剪切强度极限τb。
3、观察并分析两种材料在扭转时的变形和破坏现象。
二、设备和仪器1、材料扭转试验机2、游标卡尺三、试验原理1、低碳钢试样对试样缓慢加载，试验机的绘图装置自动绘制出T-φ曲线（见图1）。
最初材料处于图1 低碳钢是扭转试验弹性状态，截面上应力线性分布，T-φ图直线上升。
到A点，试样横截面边缘处剪应力达到剪切屈服极限τs。
以后，由屈服产生的塑性区不断向中心扩展，T-φ图呈曲线上升。
至B点，曲线趋于平坦，这时载荷度盘指针停止不动或摆动。
这不动或摆动的最小值就是屈服扭矩Ts。
再以后材料强化，T-φ图上升，至C点试样断裂。
在试验全过程中，试样直径不变。
断口是横截面（见图2a），这是由于低碳钢抗剪能力小于抗拉能力，而横截面上剪应力最大之故。
图2 低碳钢和铸铁的扭转端口形状据屈服扭矩?s?3Ts （2-1）4Wp按式2-1可计算出剪切屈服极限τs。
据最大扭矩Tb可得：?b?3Tb（2-2）4Wp按式2-2可计算出剪切强度极限近似值τb。
说明：（1）公式（2-1）是假定横截面上剪应力均达到τs后推导出来的。
公式（2-2）形式上与公式（2-1）虽然完全相同，但它是将由塑性理论推导出的Nadai公式略去了一项后得到的，而略去的这一项不一定是高阶小量，所以是近似的。
（2）国标GB10128-88规定τs和τb均按弹性扭转公式计算，这样得到的结果可以用来比较不同材料的扭转性能，但与实际应力不符。
II、铸铁试样铸铁的曲线如图3所示。
呈曲线形状，变形很小就突然破裂，有爆裂声。
断裂面粗糙，是与轴线约成45°角的螺旋面（见图1-3-2b）。
这是由于铸铁抗拉能力小于抗剪能力，而这面上拉应力最大之故。
据断裂前的最大扭矩Tb按弹性扭转公式1-3-3可计算抗扭强度τb。
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过材料力学扭转实验，探究材料在扭转加载下的力学性能，了解材料在扭转过程中的变形规律，为工程应用提供参考依据。
二、实验原理。
材料在扭转加载下的应力和应变关系可由以下公式描述：\[ τ = \frac{T \cdot r}{J} \]\[ γ = \frac{θ \cdot r}{L} \]式中，τ为剪应力，T为扭矩，r为半径，J为极化面积惯性矩，γ为剪应变，θ为扭转角度，L为长度。
三、实验装置。
本实验采用扭转试验机进行扭转实验，实验装置包括扭转试验机、扭转夹具、力传感器、位移传感器等。
四、实验步骤。
1. 将试样装入扭转夹具中，并固定好。
2. 调整扭转试验机，使其处于工作状态。
3. 开始施加扭转力，记录下扭转角度和扭矩的变化。
4. 持续施加扭转力，直至试样发生破坏或达到设定的扭转角度。
五、实验数据处理。
1. 根据实验记录的扭转角度和扭矩数据，绘制扭转曲线。
2. 通过扭转曲线，计算出试样的剪应力-剪应变曲线。
3. 分析试样在扭转加载下的力学性能，如极限剪应力、屈服剪应力等。
六、实验结果与分析。
通过对实验数据的处理和分析，得到了试样在扭转加载下的力学性能参数。
根据实验结果，可以得出试样的扭转强度、剪切模量等力学性能指标，为材料的工程应用提供了重要参考。
七、实验结论。
本实验通过材料力学扭转实验，深入了解了材料在扭转加载下的力学性能，得到了试样的力学性能参数，为工程设计和材料选用提供了重要参考。
八、实验总结。
本实验通过扭转实验，深化了对材料力学的理解，掌握了材料在扭转加载下的力学性能特点，为工程实践提供了重要的理论支持。
通过本次实验，我深刻认识到了材料力学扭转实验在工程领域的重要性，也加深了对材料力学理论的理解和应用。
希望今后能够继续深入学习和探索材料力学领域，为工程实践和科学研究做出更多贡献。
扭转实验实验报告
m
3 M em 4 Wp
（7.6）
（2）测定灰铸铁扭转时的强度性能指标 对于灰铸铁试样，只需测出其承受的最大外力偶矩 M em ，抗扭强度为
m
M em Wp
（7.7）
低碳钢试样的断口与轴线垂直， 表明破坏是由切应力引起的； 而灰铸铁试样的断口则沿 螺旋线方向与轴线约成 45 角，表明破坏是由拉应力引起的。
在测出屈服扭矩 T e 后，可加快试验机加载速度，直到试样被扭断为止。试验机记录下
m
Tm Wt
（7.3）
如上所述，名义剪切应力 e、 m 等，是按弹性公式计算的，它是假设试样横截面上的 剪应力为线性分布，外表最大，形心为零，这在线弹性阶段是对的，如图 7.2(a) 对上述两公式的来源说明如下： 低碳钢试样在扭转变形过程中，绘出力偶矩与转角的 M e 图，如图 7.1 所示。当达 到图中 A 点时， M e 与 成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的 扭转屈服应力 e ，如能测得此时相应的外力偶矩 M ep ，则扭转屈服应力为
B M es
C M M eb em
s
T T
s
T
s
（a） 图 7.2
（b） （a） T Tp ； （b） Tp
（c）
低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布
T Te ； （c） T Te
d/2 0
Te e 2d 2 e
0
d/2
2 d
2.实验设备和仪器
（1）扭转试验机。 （2）游标卡尺。
3.实验试样
按照国家标准 GB10128—2007《金属室温扭转试验方法》 ，金属扭转试样的形状随着产 品的品种、 规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。 其中最常用 的是圆形截面试样，试样形状见§2.3.3。
金属轴向拉压和扭转实验报告_工程力学
金属材料轴向拉伸、压缩实验预习要求：1、 复习教材中有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容；2、 预习本实验内容及微控电子万能试验机的原理和使用方法；一、实验目的1、观察低碳钢在拉伸时的各种现象，并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和断面收缩率； 2、 观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象；3、 观察低碳钢和铸铁在轴向压缩过程中的各种现象；4、 掌握微控电子万能试验机的操作方法。
二、实验设备与仪器1、 微控电子万能试验机；2、 游标卡尺。
三、试件试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响。
为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。
根据国家标准（GB6397—86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下：d 0=10mm ，标距l 0=100mm.。
本实验的压缩试件采用国家标准（GB7314-87d 0=2, d 0=10mm, h =20mm (图二)。
图二图一四、实验原理和方法（一）低碳钢的拉伸试验实验时，首先将试件安装在试验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量试验段的变形。
然后开动试验机，缓慢加载，同时，与试验机相联的微机会自动绘制出载荷—变形曲线（F —l 曲线，见图三）或应力—应变曲线（—曲线，见图四）。
随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：1、线性阶段在拉伸的初始阶段，—曲线为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定律。
线性段的最高点称为材料的比例极限（p ），线性段的直线斜率即为材料的弹性模量E 。
若在此阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。
卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（e ）。
一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
2、屈服阶段超过比例极限之后，应力与应变不再成正比，当载荷增加到一定值时，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象称为屈服。
金属轴向拉压和扭转实验报告_工程力学讲诉
金属材料轴向拉伸、压缩实验预习要求：1、复习教材中有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容；2、预习本实验内容及微控电子万能试验机的原理和使用方法；一、实验目的1、观察低碳钢在拉伸时的各种现象，并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和断面收缩率ψ； 2、 观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象；3、 观察低碳钢和铸铁在轴向压缩过程中的各种现象；4、 掌握微控电子万能试验机的操作方法。
二、实验设备与仪器1、微控电子万能试验机；2、游标卡尺。
三、试件试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响。
为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。
根据国家标准（GB6397—86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下：d 0=10mm ，标距l 0=100mm.。
本实验的压缩试件采用国家标准（GB7314-87/d 0=2, d 0=10mm, h =20mm (图二)。
图二图一四、实验原理和方法（一）低碳钢的拉伸试验实验时，首先将试件安装在试验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量试验段的变形。
然后开动试验机，缓慢加载，同时，与试验机相联的微机会自动绘制出载荷—变形曲线（F —∆l 曲线，见图三）或应力—应变曲线（σ—ε曲线，见图四）。
随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：1、线性阶段在拉伸的初始阶段，σ—ε曲线为一直线，说明应力σ与应变ε成正比，即满足胡克定律。
线性段的最高点称为材料的比例极限（σp ），线性段的直线斜率即为材料的弹性模量E 。
若在此阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。
卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（σe ）。
一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
2、屈服阶段超过比例极限之后，应力与应变不再成正比，当载荷增加到一定值时，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象称为屈服。
金属材料圆轴扭转实验分析
金属材料圆轴扭转实验分析篇一：金属材料扭转实验及弹性模量的测量南昌大学工程力学实验报告姓名：钟燕平学号：5902411050 专业班级：本硕111班班级编号：S088 实验时间14时00分第9 星期三座位号：教师编号：成绩：金属扭转破坏实验、剪切弹性模量的测定中那么明显。
由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时实验段的扭角可达10π以上图所示的铸铁试样扭转曲线可近似的视为直线（与拉伸曲线相似，没有明显的直线段），试样破环时的扭转形变比拉伸时的形变要明显的多。
从扭转试验机上可读取的试样的屈服扭矩Ts和破环扭矩Tb。
由计算材料的屈服剪切点和抗剪切强度。
需要指出的是，对于塑形材料，采用实心圆截面试样测量得到的屈服点和抗剪强度，高于薄壁圆环截面试样的测量值，这是因为实心园截面试样扭转时横截面切应力分布不均匀所致。
当园截面试样横截面的最外层切应力达到剪切强度屈服点时，占横截面绝大部分的内层应力仍低于弹性极限，因此此时试样仍表现为弹性行为，没有明显的屈服现象。
当扭矩继续增加使横截面大部分区域的切应力均达到剪切屈服点时，试样会表现出明显的屈服现象，此时的扭矩比真实的屈服扭矩要大一点，对于破环扭矩也会有同样的情况。
低碳钢试样和铸铁试样的扭转破环断口形貌有很大的差别断面是最大切应力作用面，断口较和为平齐，可知剪切破坏，图2所示为铸铁试样的断面是与试样轴成45度角的螺旋面断面是最大拉应力作用面，断口较为粗糙，因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。
四、实验步骤（1）低碳钢的扭转实验步骤首先测量试样直径d在试样上安装扭角测试样装置，将一个定位环套在试样的一端，装上卡盘，将螺钉拧紧。
再将另一个定位环套在试样的另一端，装上另一个卡盘，根据不同的试样标距要求将试样搁放在相应的V型块上，使卡盘与V型块两端紧贴，保证卡盘与试样垂直，将卡盘上的螺钉拧紧。
接着将试样机两端夹头对正。
将已装扭角测试实验装置的试样的一端放入从动夹头的夹口间，将试样加紧，进行扭矩清零操作，推动移动支座，使试样的另一端进入主动夹头间，进行试样保护，从而消除夹持扭矩，并清零扭角。
金属材料的扭转实验
实 验 步 骤
03 测量试件直径（D=10mm）,标距（l=150mm）,百分表触头到试
件轴线的距离R=100mm,以及力臂长度L=200mm。
04 百分表调零。用手轻轻压砝码盘，使百分表指针能够转动且松开手
后，百分表指针能够回到原来位置，然后转动表盘使指针对准零。
05 挂砝码逐级加载（每个砝码质量为1Kg），采用3级加载，并记录
加载臂：L=200mm
2、机电百分表：量程：10mm，精度：0.01mm
实验项目名称二：低碳钢材料G值的测定
实验装置、试件（简图及原始尺寸）
转角仪标距 l=150mm
l=150mm
加载臂 L=200mm
1、 台架 3 2 1 5 4
2、转角仪 3、百分表 4、试件 5、砝码及托盘
圆轴直径D=10mm
G
M n L0 I p
实验按照等间隔分级加扭矩的方法进行，由扭角仪测得相应的扭转角增量，即可求得。
实验项目名称二：低碳钢材料G值的测定
01 02
把扭角仪夹具套在试件标距为的A、B两截面处，并拧紧 固定螺钉（实验室已安装好）。 将安装好扭角仪的试件一端安装在固定支座上，另一端安装在可转 动支座上，安装好加荷臂及百分表，安装时注意百分表套筒松紧是 否适度（过紧，不能与试件一起变形，过松，固定不住，实验室安 装好）。
实验项目名称一：金属材料的扭转实验
实验步骤——SmartTest操作部分
第 一 步 ： 打 开 Smart Test 菜单栏 状态栏
扭距、扭角 显示板
主 界 面
曲线板
控制板
实验项目名称一：金属材料的扭转实验
实验步骤——SmartTest操作部分
录第 入二 试步 件： 信打 息开 数 据 板 ， 点 击 “ ” 摁 钮 ，
金属材料扭转实验
金属材料扭转实验金属材料扭转实验是一种常见的金属材料力学性能测试方法，通过对金属材料进行扭转加载，来研究其在扭转载荷下的变形和破坏性能。
本文将从实验原理、实验步骤和实验数据分析三个方面介绍金属材料扭转实验的相关内容。
一、实验原理。
金属材料扭转实验是利用外力对金属样品进行扭转加载，通过观察其变形和破坏情况来研究金属材料的力学性能。
在扭转加载过程中，金属样品会发生弹性变形和塑性变形，最终达到破坏状态。
通过实验可以得到金属材料在扭转载荷下的应力-应变曲线，进而分析其力学性能。
二、实验步骤。
1. 准备工作，选择合适的金属样品，对其进行表面处理和尺寸加工，确保样品表面光滑，尺寸精确。
2. 安装样品，将金属样品固定在扭转实验机上，保证样品的轴线与扭转加载轴线重合。
3. 调整参数，根据实验要求，设置扭转实验机的加载速度、加载范围和采样频率等参数。
4. 进行实验，启动扭转实验机，对金属样品施加扭转载荷，记录载荷-位移曲线和载荷-时间曲线。
5. 数据处理，根据实验数据，绘制应力-应变曲线，分析金属样品的力学性能。
三、实验数据分析。
通过对金属材料扭转实验的数据分析，可以得到金属样品在扭转载荷下的应力-应变曲线。
根据应力-应变曲线，可以得到金属样品的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。
同时，还可以观察金属样品的变形和破坏情况，分析其力学性能表现。
在实验数据分析过程中，需要注意对数据的准确性和可靠性进行评估，排除实验误差对结果的影响。
同时，还需要将实验结果与金属材料的实际工程应用进行比较，评估其在实际工程中的性能表现。
综上所述，金属材料扭转实验是一种重要的力学性能测试方法，通过对金属样品进行扭转加载，可以得到其在扭转载荷下的力学性能指标和变形破坏情况。
通过实验原理、实验步骤和实验数据分析的介绍，相信读者对金属材料扭转实验有了更深入的了解，对相关领域的研究和应用具有一定的参考价值。
金属材料扭转实验
9 操作面板
2 导轨 1 机座 3 溜板
操作面板 9 放大为图 4.5，面板上按钮 12 控制实验机的正、反加载和停
车。加载速度分 0～36°/min 和 0～360°min 两档，由转速选择开关 13 选
择，多圈电位器 14 调节。
17 记录开关
16 电流表
15 加载速度表 13 转速选择开关
图 4.5
b)手动检测状态试验时，任意检测点的确认键。 （2）操作（见附图）
设置 总清 打印
7
8
9
时钟
4
5
6
查询
1
2
3
校准
0
补偿 确认 复位
操作面板图
（3）自动检测： a)打开电源开关（电器机箱上的空气开关），试验机进入测试状态，此时
- 12 -
试验扭矩 和位移均自动清零；将机器预热 20 分钟； b)将试样安装在两夹头间，塞入夹块，把内六角螺钉拧紧； c)根据被动夹头的受力方向选择旋向（被动夹头顺时针受力为正向，逆
2 最大显示扭矩（Nm）
3 扭矩最小读数值（Nm）
4 扭矩精确测量范围（Nm）
5 扭转角最大讯数值（°）
6 扭转角最小读数值（°）
7 扭矩示值相对误差
8 扭矩示值重复性相对误差
9 零点相对误差
10 试样直径（㎜）
表 4.3
规格、参数及指标 NJS-01 150 0.06 20—100 99999.9 0.1
设备名称
实验 最大量程
设备 使用量程
精度
试 件 尺寸
直 径 d (mm)
最小抗扭截
横截面Ⅰ （1） （2）
横截面Ⅱ （1） （2）
横截面Ⅲ （1） （2）
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告1. 实验目的。
本实验旨在通过扭转实验，探究材料在扭转加载下的力学性能，了解材料的剪切模量和剪切应力等参数。
2. 实验原理。
材料在扭转加载下，内部会产生剪切应力，而材料的剪切模量则是描述材料在扭转加载下的变形特性的重要参数。
通过扭转实验，可以测定材料的剪切模量和剪切应力，进而了解材料的力学性能。
3. 实验装置。
本实验采用了扭转实验机，实验样品为圆柱形，实验过程中需要测量扭转角度和扭转力矩。
4. 实验步骤。
（1）将实验样品装入扭转实验机，并调整好实验参数。
（2）施加扭转力矩，记录下扭转角度和扭转力矩的变化。
（3）根据实验数据，计算出材料的剪切模量和剪切应力。
5. 实验数据处理。
通过实验数据的处理，得到了材料的剪切模量和剪切应力的数值，进一步分析了材料在扭转加载下的力学性能。
6. 实验结果分析。
根据实验结果，我们可以得出材料在扭转加载下的剪切模量为xx，剪切应力为xx，进一步分析了材料的力学性能。
7. 实验结论。
通过本次实验，我们成功测定了材料在扭转加载下的剪切模量和剪切应力，了解了材料在扭转加载下的力学性能特点。
8. 实验总结。
本实验通过扭转实验，深入探究了材料在扭转加载下的力学性能，对材料力学的研究具有一定的指导意义。
9. 参考文献。
[1] 张三, 材料力学导论, 北京大学出版社, 2005.[2] 李四, 材料力学实验指导, 清华大学出版社, 2008.10. 致谢。
感谢实验室的老师和同学们在实验过程中的帮助和支持。
以上为本次材料力学扭转实验报告的全部内容。
扭转实验的实验报告
引言概述：本文是《扭转实验的实验报告（二）》。
扭转实验是一种用于研究材料的力学性质的实验方法。
在本次实验中，我们通过对不同材料的扭转实验进行了测试和分析，并总结了实验结果，以期进一步了解材料的力学性能和变形行为。
正文内容：一、实验目的：1.1研究不同材料在扭转载荷下的力学性能；1.2分析不同材料在扭转载荷下的变形行为；1.3比较不同材料的扭转刚度和扭转强度。
二、实验装置和材料：2.1实验装置：我们使用了一台扭转试验机进行实验。
该试验机能够提供控制扭转载荷的功能，并能够测量样品的扭转角度和扭矩；2.2实验材料：我们选择了不同种类的材料进行实验，包括金属材料、塑料材料和复合材料等。
三、实验方法：3.1样品制备：我们按照一定规格和尺寸制备了不同材料的样品。
样品的形状和尺寸应符合国际标准，以保证实验结果的可比性；3.2扭转实验参数设置：我们在实验过程中设置了一定的扭转载荷和扭转速度，并保持其他实验参数不变，以探究不同载荷和速度对材料力学性能的影响；3.3数据采集和分析：我们使用实验装置提供的数据采集系统记录样品的扭转角度和扭矩，并进行数据分析和统计。
四、实验结果：4.1不同材料的扭转刚度比较：我们对不同材料的扭转刚度进行了比较。
实验结果显示，金属材料具有较高的扭转刚度，而塑料材料和复合材料的扭转刚度较低；4.2不同材料的扭转强度比较：我们对不同材料的扭转强度进行了比较。
实验结果显示，金属材料具有较高的扭转强度，而塑料材料和复合材料的扭转强度较低；4.3不同材料的变形行为分析：我们对不同材料在扭转载荷下的变形行为进行了分析。
实验结果显示，金属材料变形较小且具有较高的弹性恢复性，而塑料材料和复合材料的变形较大且难以恢复；4.4不同材料的破坏形态观察：我们对不同材料在扭转载荷下的破坏形态进行了观察。
实验结果显示，金属材料在破坏前具有明显的塑性变形，而塑料材料和复合材料的破坏形态主要表现为断裂；4.5材料力学性能与组织结构的关系：我们分析了材料力学性能与其组织结构之间的关系。
金属扭转试验总结
金属扭转试验总结引言金属扭转试验是一种常用的力学试验方法，用于评估金属材料的扭转性能。
本文对金属扭转试验进行总结和分析，包括试验原理、设备和仪器以及结果分析等方面。
试验原理金属扭转试验是通过施加一定的扭矩力和扭转角度来评估金属材料的扭转性能。
试验中，将金属试样固定在测试机上，在一定的条件下进行扭转。
通过测量施加扭矩和产生的扭转角度，可以计算出材料的扭转强度和扭转刚度等参数。
设备和仪器进行金属扭转试验需要相应的设备和仪器，主要包括以下几个方面：扭转测试机扭转测试机是进行金属扭转试验的关键设备，它主要由电机、传感器和控制系统组成。
电机负责提供扭矩力，传感器用于测量扭转角度和扭矩力大小，控制系统用于控制扭转过程。
夹具夹具用于固定金属试样，确保试样的稳定性和安全性。
夹具应设计合理，能够适应不同类型和尺寸的试样，以及承受较大的扭转力。
传感器传感器用于测量扭矩力和扭转角度，可选用电阻式力传感器和光电编码器等。
实验步骤进行金属扭转试验，需要按照以下步骤进行：1.准备金属试样，根据实际需求选择合适的试样尺寸和形状。
2.将试样安装到夹具上，并根据试样的特点和夹具的设计要求进行固定。
3.将夹具固定在扭转测试机上，并确保夹具与测试机的连接牢固。
4.设置试验参数，包括扭转速度、加载范围和采样频率等。
5.启动测试机，开始进行扭转试验。
6.实时记录扭矩力和扭转角度的数据，记录时间和采样频率。
7.当达到预设的试验终止条件时，停止测试机，结束扭转试验。
8.分析和处理试验数据，计算出所需的扭转性能参数。
结果分析根据扭转试验的数据，可以得到试样在不同加载条件下的扭转曲线，通过对这些曲线的分析，可以得到以下几个方面的结果：1.扭转强度：通过取扭转曲线的最大值，可以得到试样的扭转强度；扭转强度越大，表明材料的抗扭性能越好。
2.扭转刚度：可以通过计算扭转曲线的斜率来得到试样的扭转刚度；扭转刚度越大，表明材料的刚性越好，抗扭承载能力越高。
金属的扭转实验
金属的扭转实验指导书一、实验目的：1、 测定低碳钢扭转流动极限s τ与扭转强度极限b τ2、 测定铸铁的扭转强度极限b τ3、 观察并分析比较低碳钢、铸铁试件的断口形状二、实验设备1、扭转试验机。
2、游标卡尺。
图2－21 圆形扭转试样图图2-22 低碳钢扭转实验T-Ф曲线三、试样的制备根据国家标准GB/T10128-1988《金属室温扭转试验方法》的规定，金属扭转试验所使用的试样截面为圆形，推荐采用直径为10 mm ，标距Ｌ0分别为50mm 和100mm ，平行长度Ｌe 分别为70mm 和120mm 的试样。
试样头部（两端部）的形状和尺寸应根据扭转试验机夹头的具体情况来确定。
如果采用其他直径的试样，其平行长度Ｌc应为标距加上两倍的直径。
圆形扭转试样的形状、尺寸以及加工精度见左图2－21。
四、实验原理扭转实验是材料力学实验中最基本的实验之一。
在进行扭转实验时，试样两端部被装夹在扭转试验机的夹头上。
试验机的一个夹头固定不动，另一个夹头绕轴旋转。
以实现对试样施加扭转载荷。
这时，从试验机上可读出扭矩Ｔ和对应的扭转角Φ。
通过试验机上的自动绘图装置可绘出该试样的扭矩Ｔ与扭转角Φ的关系曲线图。
1、低碳钢扭转破坏实验对低碳钢试样进行扭转实验时，通过试验机上的自动绘图装置，我们可绘出该试样在整个扭转过程中的扭矩T与扭转角Ф的关系曲线。
如图2－22所示。
由图2－22知，低碳钢在整个扭转过程中经历了弹性、屈服、强化三个阶段。
在弹性阶段——OA直线段，材料服从切变虎克定律。
即材料的切应力τ与切应变γ成正比。
在屈服阶段——AB曲线段，分两种情况来读屈服点所对应的扭矩T s。
（1）当屈服阶段图形为水平线时，此时试验机扭矩刻度盘上首次出现扭矩不增加（保持恒定）而扭转角增加时的扭矩为屈服扭矩T s。
如图2－22（a）所示。
（2）当屈服阶段图形为锯齿形状时，扭矩刻度盘上主针首次下降（回转）前的的扭矩为上屈服扭矩T su。
而在屈服阶段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl，如图2－22（b）所示。