扭转实验ppt

实验步骤
1．试件准备 测量试件直径d。取三个截面（上、 中、下），每个截面相互垂直的方向上测两次，取 平均值。同时在低碳钢试件表面画上一条纵向线和 两条圆周线，以便观察扭转变形。
2、试验机准备 根据剪切强度τ估计最大扭矩 M。，选择合适的测力度盘。
3．加载实验。 4．实验完毕，仪器设备恢复原状，清理现场，
实验六
扭转实验
实验目的
1、测定低碳钢的剪切屈服极限τs、强度极限τb 2、测定铸铁的剪切强度极限τb。 3、观察低碳钢和铸铁在受扭过程中的变形现
象和破坏特征，比较它们的差异。

实验设备
试件 扭转试验的试件与拉伸试验的试件基本相同，圆形，
中间部分直径小、两端大，如下 图所示。根据国标GB10128—88的规定，其标距部分直
屈服扭矩
（Nm）
最大扭矩
（Nm）
＼
实验原理
根据国标 GB10128—88 规定，试件的屈服强度和断裂强度极限按下式计算：
s

Ms Wp
b

Mb Wp
其中，W p

d 3 16
为抗扭截面模量。Ms 是屈服扭矩，Mb 是断裂扭矩。铸铁试件由于没有屈
服过程，可以认为是完全弹性体，因而可按下式计算铸铁的剪切强度极限：
实验原理
由于各种材料有不同的抗拉或抗剪的性能，因而破坏情况亦将不同，试件受扭时，低碳 钢的抗拉能力大于抗剪能力，故试件断口平直且垂直于试件的轴线，它是由剪应力作用沿横 截面被剪断，而铸铁的抗拉能力较抗剪能力弱，扭转变形较小时即断裂，它的断面与试件轴 线成 45°角，呈螺旋状，这是拉应力作用下的破坏，脆性材料常见这种断口。以上所述如 下图所示。

实验原理
实验原理
圆轴扭转时，横截面上的剪应力沿半径成线性分布，故 剪切屈服首先从表面开始扩展到中心，如下图所示。从 图中可以看出，材料扭转时呈现三个阶段：弹性阶段、 屈服阶段和强化阶段。初始的直线段OA内，试件的扭转 角与扭矩成正比，试件横截面上剪应力和剪应变沿半径 方向的分布都是线形关系，轴心处的剪应力为零，边缘 处的剪应力最大。当扭矩达到一定数值时（A点），扭 转曲线便不在成直线。当试件横截面边缘处的剪应力达 到屈服应力时，其余部分仍然是弹性的。这时截面上的 应力不在是线形分布。当扭矩再增加，最外部的应力不 再环状增塑大性，区保，持直τs的至数最值终，沿塑着性半区径逐，渐所向有圆点心的扩应展力，全形部成达 到τs值。此时扭矩保持恒定或来回摆动。
实验原理
显然这两种典型材料在纯扭转时，由于材料的 韧脆程度不同，其扭转曲线、破坏方式和破坏 原因以及强度指标都有很大的差异。而同种材 料在不同受力形式下实验，由于应力状态不同， 其变形过程，断裂方式及破坏原因也会不同。 如铸铁扭转时，虽然也表现为脆性，而塑性变 形较拉伸时稍大，但远远不如压缩时明显。
径d0=10mm±0.05，标距分别为50mm或100mm，平 行长度L0分别为70mm或120mm。为了观察试件在加载 过程的变形情况，在试件表面划有纵向直线。

试验设备和仪表 扭转试验机 游标卡尺
实验原理
低碳钢试件在扭转过程中也会产生剪切屈服现象。 圆柱形试件在扭转时，试件表面为纯剪应力状态， 横截面上有最大剪应力τ，而±45°斜截面上有最 大拉、压应力（δ1= -δ3=τ），材料达到剪切屈服时， 力度 值几乎不动，此时的扭矩称屈服扭矩，用Ms 表示。继续加载，材料进入强化阶段，经过相当长 的过程后，才达到试件最大的承载能力，即Mb。 随后，试件发出剪断破坏。铸铁的扭转曲线不同与 低碳钢的扭转曲线，没有明显的直线阶段。下图是 两种典型材料扭转曲线。
检查实验记录是否齐全，并请指导教师签字。
实验数据
1、计算低碳钢材料的扭转屈服极限 s

Ms Wp
强度极限 b

Mb Wp
计算铸铁材料的强度极限
b

Mb Wp
实验表格
材料 名称
低碳钢 铸铁
扭转实验原始数据记录表
试件直径（mm）
位置Ⅰ
位置Ⅱ
位置Ⅲ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2 平均 1 2 平均 1 2 平均
平均直径 （mm）