材料力学金属扭转实验报告

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金属材料扭转实验

对材料作理想塑性考虑（图 4.3），此时截面上的剪应力的分布随着扭
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]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。

实验_ 金属材料的扭转实验

2
令a 则a
或者：
l0 a IP
TL0 G IP
xi yi , 2 xi
代入到G
i
i 0
8
2 i
2、测G（图解法）通过试验机配备的扭矩传感器以及小角度扭角仪，可自动记录扭矩－扭转角（T- ）曲线，如图1-20所示。在所记录的曲线的弹性直线段上，选取扭矩增量和相应的扭转角增量。按下式计算材料的切变弹性模量G
2
二、设备和仪器 1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机。
1.单片机测控箱 2.固定夹具 3.活动夹具 4.减速箱 5.导轨工作平台 6.手动调整轮 7.伺服电机 8.机架
图附1-5-1 RNJ－500 型微机控制扭转试验机示意图
3
固定夹具(2)一端与扭矩传感器相连，另一端用于试样安装；活动夹具(3)则一端固定试样，另一端与减速箱 (4)相连。试验时，由测控系统（计算机或单片机）发出运行指令，此时伺服电机(7)工作，通过减速箱减速后控制活动夹具转动，达到给试样施加扭矩的目的。另外出于试验机调零和操作灵活的考虑，该试验机提供了手动调节的控制方式。其原理是在单片机测控箱上设置了手动调零的按钮，在按钮按下时，通过硬件使伺服电机掉电，此时可以通过转动手动调节轮(6)控制活动夹具转动，从而施加扭矩。
18
5.3 测规定非比例扭转应力 T （图解法,铝合金） A TP 1. 用于图解法测规定非比例扭转应力的曲线，同样应使曲线的弹性直线段的高度超过扭矩轴量程的以上，扭角轴的放大倍数应使图1-25中的OC段大于5mm。 C 0 2n P L 0 / d 0 2. 点击测试软样运行窗口，正式测试，直至试件变形开始急剧增加时，停止实验，取下试样。保图1- 25图解法求规定非比例扭转应力存实验数据。打印试验曲线。

材料力学金属扭转实验报告完整版

材料力学金属扭转实验
报告
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
PosV 3.4777 3.7611 4.0333 4.3162 4.6004 4.8729 5.1450 5.4336用matlab绘制的图如下
满足线性关系
二、计算低碳钢模量G
G G=
G G G
G G G G
=
GG.GGGGG×GGG×GG−G
GG.GGGGG×G.GGG×GG−GG
×
GGG
G
GG =G.GGGGGGG
G G=
G G G
G G G G
=
GG.GGGGG×GGG×GG−G
GGG.GGGG×G.GGG×GG−GG
×
GGG
G
GG =G.GGGGGGGG
低碳钢铸铁
【实验思考】
1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响为什么
答：弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。

2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量
答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。

3、碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因.
答：碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。

材料力学金属扭转实验报告

1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?
答：弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。
2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量?
答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。
10.00mm
10.00mm
中部
10.00mm
10.00mm
10.00mm
下部
10.00mm
10.00mm
10.00mm
【实验结果分析】
一、低碳钢数据处理
1、验证线性阶段的数据是否为一条直线，以验证比例极限内的扭转角公式
根据Original Data,运用matlab拟合实验数据
则选取数据如下表
数据
3、装夹试件：启动扭转试验机并预热后,将试件一端固定于机器,按"对正"按钮使两夹头对正后,推动移动支座使试件头部进入钳口间.
4、开始试验：按“扭转角清零”按键，使电脑显示屏上的扭转角显示值为零。按“运行”键，开始试验。
5、记录数据：试件断裂后，取下试件，观察分析断口形貌和塑性变形能力，填写实验数据和计算结果。
2、试验机准备：按试验机→计算机→打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。根据计算机的提示，设定试验方案，试验参数。
3、装夹试件：
（1）先将一个定位环夹套在试件的一端，装上卡盘，将螺钉拧紧。再将另一个定位环夹套在试件的另一端，装上另一卡盘；根据不同的试件标距要求，将试件搁放在相应的V形块上，使两卡盘与V形块的两端贴紧，保证卡盘与试件垂直，以确保标距准确。将卡盘上的螺钉拧紧。

材料力学扭转实验报告

材料力学扭转实验报告材料力学扭转实验报告引言材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏规律的学科，扭转实验是其中的重要实验之一。

本报告旨在介绍材料力学扭转实验的原理、方法、实验装置以及实验结果的分析与讨论。

实验原理扭转实验是通过施加一个力矩来引起材料的扭转变形，从而研究材料的力学性能。

在扭转实验中，材料会发生剪切应变，而剪切应力与剪切应变之间的关系可以通过剪切模量来描述。

剪切模量是材料的一项重要力学参数，它反映了材料抵抗剪切变形的能力。

实验方法本次实验采用了经典的圆柱体扭转实验方法。

首先，选择一根具有一定长度的圆柱体样品，将其固定在扭转实验机上。

然后，通过扭转实验机施加一个力矩，使样品发生扭转变形。

同时，通过测量扭转角度和施加力矩的大小，可以得到材料的剪切模量。

实验装置本次实验所用的扭转实验装置包括扭转实验机、样品夹具、测量仪器等。

扭转实验机是用来施加力矩的设备，样品夹具用于固定样品，并保证其能够自由扭转。

测量仪器包括扭转角度测量仪和力矩测量仪，用于测量样品的扭转角度和施加的力矩。

实验结果分析与讨论通过实验测量得到的扭转角度和施加的力矩数据可以用来计算材料的剪切模量。

根据材料力学的理论知识，剪切模量可以通过以下公式计算：G = (L * T) / (J * θ)其中，G表示剪切模量，L表示样品的长度，T表示施加的力矩，J表示样品的截面转动惯量，θ表示样品的扭转角度。

通过对实验数据的处理和计算，可以得到材料的剪切模量。

进一步地，可以通过对不同材料进行扭转实验，比较其剪切模量的大小，从而分析不同材料的力学性能。

结论通过本次材料力学扭转实验，我们了解了扭转实验的原理和方法，并通过实验装置和测量仪器进行了实验。

通过对实验数据的分析和计算，我们得到了材料的剪切模量，并通过比较不同材料的剪切模量，进一步了解了材料的力学性能。

这对于我们深入了解材料的性质和应用具有重要意义。

总结材料力学扭转实验是研究材料力学性能的重要实验之一。

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。

金属材料扭转实验原理

金属材料扭转实验原理
金属材料扭转实验原理是通过施加扭转力来研究金属材料的机械性能。

扭转实验通常利用扭转试验机进行，其基本原理如下：
1. 准备样品：从金属材料中制备出适当的样品，通常是圆柱形状。

样品的尺寸和几何形状需根据实验要求确定。

2. 安装样品：将样品安装在扭转试验机中，确保样品精确地固定在试验夹具上。

3. 施加扭转力：通过扭转机构施加扭转力，使样品发生扭转变形。

扭转力的大小和施加方式需根据实验设计来确定。

4. 测量变形：通过合适的测量装置，记录样品的扭转角度和扭转力的测量值。

通常会使用扭转角度传感器和扭转力传感器来实时监测。

5. 计算弹性模量：根据扭转实验中的测量数据，可以通过适当的公式计算出金属材料的弹性模量。

弹性模量是评估材料刚度和变形能力的重要指标。

通过对金属材料进行扭转实验，可以获得材料在扭转过程中的应力-应变关系，进而研究材料的塑性变形行为、强度和刚度
等机械性能。

同时，还可以分析材料的断裂机制和疲劳寿命等方面的特性。

扭转实验在材料科学和工程领域中具有重要的应用价值。

金属材料扭转实验-实验指导

金属材料扭转实验扭转问题是工程中经常遇到的一类问题。

金属材料的室温扭转实验通过对试样（低碳钢和铸铁）施加扭矩，测量扭矩及其相应的扭角（一般扭至断裂），来测定一些材料的扭转力学性能指标。

国家标准GB/T 10128-2007《金属材料室温扭转试验方法》是本试验的依据。

一、实验目的1了解GB/T 10128-2007《金属材料室温扭转试验方法》所规定的定义和符号、试样、实验要求、性能测定方法。

2了解扭转试验机的基本构造和工作原理，掌握其使用方法。

3测定金属材料扭转时的上下屈服强度、抗扭强度和相应的扭角。

4比较不同材料在扭转时的机械性能及其破坏情况。

二、实验设备扭转试验机（介绍参看附录），游标卡尺。

扭转试样采用圆柱形试样，材料为低碳钢和铸铁。

三、实验原理使直杆发生扭转的外力，是一对大小相等、转向相反、作用面垂直于杆轴线的外力偶。

在这种外力偶作用下，杆表面的纵向线将变成螺旋线，即发生扭转变形。

当发生扭转的杆是等直圆杆时，杆的物性和横截面几何形状具有极对称性，杆的变形满足平面假设（横截面像刚性平面一样绕轴线转动），这是扭转问题中最简单的情况。

标准中定义了多种可测的扭转性能指标，表1列出了扭转破坏实验常用的几种指标的符号、名称和单位。

表1 符号、名称及单位1规定非比例扭转强度的测定图解法：根据试验机自动记录的扭矩-扭角曲线，在曲线上延长弹性直线段交扭角轴于O点，截取OC（OC=2L eγp/d）段，过C点作弹性直线段的平行线CA交曲线于A点，A点对应的扭矩为所求扭矩T p ，见图1。

WT p p =τ图1 规定非比例扭转强度2上屈服强度（eH τ）和下屈服强度（eL τ）的测定图解法：实验时用自动记录方法记录扭转曲线（扭矩—扭角曲线或扭矩—夹头转角曲线）。

首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩；屈服阶段中不计初始瞬时效应的最小扭矩为下屈服扭矩，见图2。

按下式分别计算上屈服强度和下屈服强度。

W T eHeH =τ WT eLeL =τ图2 上、下屈服强度3 抗扭强度（m τ）的测定对试样连续施加扭矩，直至扭断。

扭转实验报告

扭转实验报告摘要：本次扭转实验主要考察了金属杆的扭转弹性和塑性变形特性。

通过对实验数据的分析，得出了杆的杨氏模量和屈服点。

实验结果表明，金属杆在一定范围内具有较好的弹性特性，但在超过其屈服点后，杆将发生塑性变形。

介绍：扭转实验是一种常用的力学实验，它能够管窥物质的一些属性，如强度、塑性和弹性等。

在本次实验中，我们将研究金属杆的扭转性能，以了解材料的性质，为实际应用提供指导。

实验过程：1. 实验仪器准备：本次实验主要使用扭转弹簧、细杆、千分尺、游标卡尺等工具。

2. 样品制备：将金属杆置于扭转弹簧中，用千分尺和游标卡尺测量出杆的直径和长度，并计算出横截面积。

3. 装置校准：将扭转弹簧固定在一个转动机构上，并将预备好的样品固定在转动手柄上。

4. 实验操作：控制扭簧的扭转角度，保持恒定的转动速度，记录下杆的变形数据。

5. 数据处理：分析实验结果，计算出杆的杨氏模量和屈服点。

实验结果：通过实验数据的处理和分析，我们得到了以下结论：1. 杆的杨氏模量为x N/m²。

2. 杆的屈服点为x N/m²。

3. 杆在未达到屈服点时表现出较好的弹性特性，但在超过其屈服点后，杆将发生塑性变形。

结论：本次实验成功地测量出杆的杨氏模量和屈服点。

通过实验数据的分析，我们发现，金属杆具有较强的弹性和一定的塑性，但在超过其屈服点后，其将发生塑性变形。

在实际应用中，我们需要根据材料的性质，合理选取材料，以保证产品的质量和安全性。

因此，扭转实验是一项非常有用的力学实验，可以帮助我们更好地了解材料的性质，为产品的设计和制造提供指导。

低碳钢铸铁扭转实验报告

一、实验目的1. 比较低碳钢和铸铁在扭转试验中的性能差异；2. 了解低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏形式；3. 学习材料力学的基本原理，提高实验操作技能。

二、实验原理扭转试验是材料力学实验中的一种基本试验，用于测定材料的扭转性能。

在扭转试验中，试样受到一对相互垂直的力矩作用，产生扭转变形。

根据胡克定律，扭转应力和扭转角之间存在线性关系。

当试样达到剪切屈服极限时，扭矩不再随扭转角线性增加，出现屈服平台。

当试样破坏时，扭矩达到最大值。

三、实验设备及试样1. 实验设备：扭转试验机、游标卡尺、百分表、砂轮机、钢尺等；2. 实验材料：低碳钢、铸铁；3. 实验试样：圆轴试样，直径约为10mm。

四、实验步骤1. 将低碳钢和铸铁试样分别固定在扭转试验机的夹头上；2. 启动试验机，缓慢增加扭矩，同时记录扭矩值；3. 观察试样在扭转过程中的变形和破坏形式；4. 记录试样破坏时的扭矩值；5. 使用游标卡尺测量试样破坏后的直径变化；6. 对试样断口进行观察和分析。

五、实验结果与分析1. 低碳钢试样在扭转试验过程中，当扭矩达到屈服极限时，出现屈服平台。

试样破坏时，扭矩达到最大值。

试样破坏后，直径变化较大，断口呈平面状，属于剪切破坏；2. 铸铁试样在扭转试验过程中，当扭矩达到屈服极限时，出现屈服平台。

试样破坏时，扭矩达到最大值。

试样破坏后，直径变化较小，断口呈斜面状，与轴线成45°～55°角，属于剪切破坏。

六、实验结论1. 低碳钢和铸铁在扭转试验中的性能存在差异。

低碳钢具有较好的塑性和韧性，而铸铁具有较好的脆性；2. 低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏形式不同。

低碳钢试样破坏后，断口呈平面状，而铸铁试样破坏后，断口呈斜面状；3. 低碳钢和铸铁的扭转性能与其材料性能密切相关。

七、实验讨论1. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的扭转性能差异可能与材料的化学成分、组织结构等因素有关；2. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的变形和破坏形式可能与材料的屈服极限、抗拉强度等因素有关；3. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的扭转性能对工程应用具有重要意义，可根据实际需求选择合适的材料。

扭转实验报告材料力

扭转实验报告材料力实验题目：扭转实验实验目的：1. 了解扭转实验的原理和方法；2. 掌握扭转实验的操作技巧；3. 学会分析实验数据，得出相应的结论。

实验原理：扭转实验是通过施加力矩来产生扭转变形，通过测量扭转角度和应力来分析材料的力学性质。

在实验中，将试样置于扭转装置中，通过扭转装置施加力矩，使试样发生扭转变形。

通过测量扭转角度和应力，可以得到材料的切应力与转角之间的关系。

实验步骤：1. 准备实验装置：将试样装置固定在扭转装置上，调整装置使试样水平放置，确保扭转装置的稳定；2. 测量试样尺寸：使用游标卡尺等工具测量试样的直径、长度等尺寸参数，以便后续计算；3. 施加力矩：通过手动或电动装置施加力矩，使试样产生扭转变形；4. 测量扭转角度：使用微量计或角度测量仪器，测量试样的扭转角度；5. 测量应力：使用应力计等设备测量试样上的应力；6. 记录数据并计算：记录实验数据，根据实验公式计算切应力和扭转角度的关系；7. 分析数据：根据实验所得数据，绘制切应力与转角的曲线图，并从中分析材料的力学性质。

实验结果与讨论：通过实验测量得到的数据，我们可以根据实验公式计算切应力与转角的关系。

绘制切应力-转角曲线图后，可以观察到材料的力学性质。

根据实验结果，我们可以得到以下结论：1. 在材料处于线性弹性阶段时，切应力与转角呈线性关系；2. 当材料处于屈服点之后，切应力与转角之间的关系不再是线性关系，材料开始出现塑性变形；3. 材料的硬度可以通过切应力-转角曲线中的斜率来确定；4. 材料的韧性可以通过切应力-转角曲线中的面积来确定，面积越大，材料的韧性越好。

结论：通过扭转实验，我们可以分析材料的力学性质，如弹性、硬度和韧性等。

实验中需要注意操作细节，如保证试样的水平放置、测量精度等，以获得准确的实验数据。

通过对实验结果的分析，可以得到对材料力学性质的判断和评价。

扭转实验是一种有效的实验方法，对于研究材料的力学性质具有重要的作用。

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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b τ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0.02mm 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0.4kw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es M ，低碳钢的扭转屈服应力为pess 43W M =τ 式中：16/3p d W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。

在测出屈服扭矩s T 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eb M ，低碳钢的抗扭强度为pebb 43W M =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-e M 图如图1-3-2所示。

当达到图中A 点时，e M 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s τ，如能测得此时相应的外力偶矩ep M ，如图1-3-3a 所示，则扭转屈服应力为pep s W M =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s T 为OϕM e ABCM epM esM eb图1-3-2 低碳钢的扭转图τsTτsTτsT（a ）p T T =（b ）s p T T T << （c ）s T 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 s 3d/22s d/2s s 3412d 2d 2ττπρρπτρπρρτW d T ====⎰⎰由于es s M T =，因此，由上式可以得到pes s 43W M =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。

金属拉伸扭转实验报告

金属拉伸扭转实验报告金属拉伸扭转实验报告引言金属材料是工业中最常用的材料之一，了解金属材料的力学性能对于工程设计和材料选择至关重要。

本实验旨在通过金属拉伸和扭转实验，探究金属材料的力学行为，并分析其力学性能。

实验材料和方法本次实验选择了常见的金属材料——铁。

实验中使用的仪器设备包括拉伸试验机和扭转试验机。

首先，将铁材料制成标准试样，分别用于拉伸和扭转实验。

然后，将试样固定在试验机上，并进行相应的拉伸和扭转实验。

拉伸实验中，逐渐增加载荷，记录下载荷与试样伸长量之间的关系。

扭转实验中，逐渐增加扭转力矩，记录下扭转力矩与试样扭转角之间的关系。

实验结果与讨论拉伸实验结果显示，随着载荷的增加，试样开始发生塑性变形，伸长量逐渐增加。

当载荷达到一定值时，试样发生断裂。

通过实验数据的分析，可以得到应力-应变曲线，进而计算出金属的屈服强度、抗拉强度和断裂强度等力学性能参数。

此外，还可以通过拉伸实验了解金属的延展性和韧性。

扭转实验结果显示，随着扭转力矩的增加，试样开始发生塑性变形，扭转角逐渐增加。

当扭转力矩达到一定值时，试样发生断裂。

通过实验数据的分析，可以得到扭转刚度和扭转强度等力学性能参数。

此外，还可以通过扭转实验了解金属的抗扭性能。

综合分析通过对金属的拉伸和扭转实验，我们可以得到金属的力学性能参数，进而评估其适用范围和应用场景。

例如，在工程设计中，我们需要选择适合承受拉伸载荷的金属材料，因此需要了解金属的屈服强度和抗拉强度。

另外，在某些特定工况下，需要考虑金属材料的抗扭性能，以确保其在扭转载荷下的稳定性。

此外，金属的力学性能还与其微观结构密切相关。

通过拉伸和扭转实验，我们可以观察到金属试样的塑性变形和断裂行为，从而了解金属内部的晶体结构变化。

这对于理解金属的力学行为和改善金属材料的性能具有重要意义。

结论金属的拉伸和扭转实验是了解金属材料力学性能的重要手段。

通过实验可以得到金属的力学性能参数，评估其适用范围和应用场景。

材料力学扭转实验【范本模板】

§1－2 扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢的剪切屈服点τs,抗扭强度τb。

2、测定铜棒的抗扭强度τb.3、比较低碳钢和铜棒在扭转时的变形和破坏特征。

二、设备及试样1、伺服电机控制扭转试验机（自行改造).2、0.02mm游标卡尺。

3、低碳钢φ10圆试件一根,画有两圈圆周线和一根轴向线。

4、铜棒铁φ10圆试件一根。

三、实验原理及方法塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上,以6—10º/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩,在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线(扭矩-夹头转角图线），如下图为低碳钢的部分扭转曲线。

试样变形先是弹性性的，在弹性阶段,扭矩与扭转角成线性关系。

弹性变形到一定程度试样会出现屈服。

扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩T su；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs,即：τs=τsl= T sl/W。

当试样扭断时，得到最大扭矩T b，则其抗扭强度为τb= T b/W式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有W=πd03/16。

铸铁为脆性材料,无屈服现象，扭矩-夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩T b，则其抗扭强度为：τb= T b/W四、实验步骤1、测量试样原始尺寸分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量.2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。

3、低碳钢扭转破坏试验,观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值,试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。

4、铜棒扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值,观察断口特征。

五、实验数据处理1、试样直径的测量与测量工具的精度一致。

2、抗扭截面模量取4位有效数字。

3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验。

六、思考题1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化?与扭转平面假设是否相符？2、如用木材或竹材制成纤维平行于轴线的圆截面试样,受扭时它们将按怎样的方式破坏?3、根据低碳钢和铜棒的破口特征，分析两种材料扭转破坏的原因?1、比较低碳钢拉伸和扭转实验,从进入塑性变形阶段到破坏的全过程，两者变形有何明显的区别？。

材料力学扭转实验实验报告

扭转实验一．实验目的：1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理，并进行操作练习。

2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限、剪切强度极限。

3.确定铸铁试样的剪切强度极限。

4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。

二．实验设备及工具扭转试验机，游标卡尺、扳手。

三．试验原理：塑性材料和脆性材料扭转时的力学性能。

（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。

参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。

）四．实验步骤1.a 低碳钢实验（华龙试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。

在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。

（2）安装试样：启动扭转试验机，手动控制器上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。

（3）调整试验机并对试样施加载荷：在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点；根据你所安装试样的材料，在“实验方案读取”中选择“教学低碳钢试验”，并点击“加载”而确定；用键盘输入实验编号，回车确定（按Enter 键）；鼠标点“开始测试”键，给试样施加扭矩；在加载过程中，注意观察屈服扭矩的变化，记录屈服扭矩的下限值，当扭矩达到最大值时，试样突然断裂，后按下“终止测试”键，使试验机停止转动。

（4）试样断裂后，从峰值中读取最大扭矩。

从夹头上取下试样。

（5）观察试样断裂后的形状。

1.b 低碳钢实验（青山试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。

在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。

（2）安装试样：启动扭转试验机，手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，s τb τb τ0d S M b M 0d用扳手顺时针旋转，夹紧试样。

材料力学扭转实验报告

材料力学扭转实验报告引言材料力学是研究物质力学和材料力学的基础，也是材料科学中的重要分支。

在材料力学中，扭转试验是一种非常有用的实验方法，可用于测定材料的力学性质。

本文将介绍一次钢杆扭转实验及其结果。

实验目的本次实验的目的是测定钢杆的扭转模量和杨氏模量，以及分析钢杆在扭转过程中的应力和应变变化。

实验原理在扭转试验中，被测试的样品将会围绕自身轴线旋转，通过施加扭力来破坏材料的组织结构，使其发生形变。

如果在实验过程中能够测量出扭转角度和扭矩，那么可以计算出钢杆的扭转模量，并通过这个值进一步计算出杨氏模量。

实验装置本次实验使用的装置包括一个扭转仪、一个钢杆和一台计算机。

扭转仪由一个电机和一个夹具组成，电机可以提供恒定扭矩，夹具可以将钢杆固定住并施加扭力。

计算机用于收集和处理实验数据。

实验步骤1. 将钢杆放入扭转仪的夹具中并固定紧。

2. 打开计算机软件并设置扭转速率。

3. 启动扭转仪并开始扭转实验。

4. 在每个扭矩等级和相应的扭转角度处记录数据，并保存在计算机上。

5. 停止扭转仪，取出钢杆并测量它的直径和长度。

6. 计算出材料的扭转模量和杨氏模量。

实验数据直径: 1.5 cm长度: 50 cm扭转速率: 2 rpm负载范围: 0-2000 N·m扭矩(N·m) 扭转角度 (弧度) 0 050 0.05100 0.10150 0.16200 0.23250 0.31300 0.41350 0.53400 0.67450 0.84500 1.04550 1.28600 1.55650 1.85700 2.20750 2.58800 3.00850 3.47900 3.97950 4.511000 5.101050 5.731100 6.411150 7.141200 7.921250 8.751300 9.631350 10.571400 11.561450 12.611500 13.721550 14.891600 16.121650 17.411700 18.761750 20.171800 21.651850 23.191900 24.791950 26.452000 28.18数据处理根据实验数据，可以绘制出钢杆的扭转曲线。

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。

(2023)金属材料的扭转实验报告(一)

(2023)金属材料的扭转实验报告(一)(2023)金属材料的扭转实验报告实验目的•了解金属材料的扭转性能•掌握扭转实验的基本操作和流程•探究金属材料的力学性质对其扭转性能的影响实验原理金属材料的扭转性能与其抗扭转强度、剪切模量等力学性质密切相关。

扭转实验的基本原理是在金属杆的两端施加相反的扭矩，使其发生变形，并测量扭矩和扭转角度之间的关系，推导出金属材料的力学性质。

实验器材•扭转实验机•金属杆样品实验步骤1.将金属杆样品固定在扭转实验机上，确定扭转轴。

2.根据实验要求，在样品的两端施加相反的扭矩，使其发生扭转变形。

3.测量扭矩和扭转角度，记录数据。

4.根据测量的数据，计算出金属材料的扭转模量、抗扭转强度等参数。

实验结果经过多次实验与数据处理，我们得出了以下的实验结果：•样品扭转角度与扭矩呈线性关系•材料的抗扭转强度随材料的强度和硬度增加而升高•材料的扭转模量随材料的强度和硬度增加而降低实验结论本次实验通过对金属材料的扭转实验，我们深入了解了金属材料的扭转性能，并发现了其与材料力学性质之间的密切关系。

同时，我们也掌握了扭转实验的基本操作和流程，为以后的实验提供了很大的帮助。

实验分析从实验结果可以看出，金属材料的扭转性能受到多个因素的影响。

抗扭转强度是材料的一种重要性能指标，其大小决定了材料在实际应用中最大可承受的扭转力矩。

与此同时，材料的硬度和强度也影响其扭转性能，硬度大的材料对扭转的抵抗力相对较大，但其扭转变形程度可能随之降低。

因此，在选择材料时，需要综合考虑多个因素，以保证材料在实际应用中具有较好的性能表现。

实验不足本次实验还存在着一些不足之处。

首先，实验数据量较少，其可靠性有待进一步提高。

其次，我们并没有对不同材料的扭转性能进行对比分析，这可能导致实验结果的局限性。

因此，需要在今后的实验中进一步完善实验方案，提高实验数据的可靠性，同时开展更加广泛的材料扭转试验，以期获得更加全面的实验结论。