浙大材力扭转实验报告

浙江大学材料力学实验报告
（实验项目：扭转）
1. 验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。

；
2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限.b。

3. 比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。

二、设备及试样：
1. 扭转试验机，如不进行破坏性试验，验证变形公式合测定G的实验也可在小型扭转试验
机装置上完成；
2. 扭角仪；
3. 游标卡尺；
4. 试样，扭装试样一般为圆截面。

三、实验原理和方法：
1、测定切变模量G
T i §
A、机测法：G 0，其中，：为百分表读数，I p为圆截面的极惯性矩；
Ip© b p
选取初扭矩To和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To到Tn分成n级加载，每级扭矩增量为T，每一个扭矩Ti都可测岀相应的扭角■- i，与扭矩增量AT对应的扭角增量是
—\二i - i4，则有Gj = T，i=i,2,3 ,…n,取Gi的平均值作为材料的切变模量即：
I p厶i
1
G ' G i，i=1,2,3，…n ；
n
B、电测法：G =—-，应变仪读数为7，W t为抗扭截面系数；
%網r七
选取初扭矩To和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To到Tn分成n级加载，每级扭矩增量为T，每一个扭矩Ti都可测岀相应的读数；i，与扭矩增量对应的读数增量是
A T
■，则有G i，i=1,2,3 ,…n,取Gi的平均值作为材料的切变模量即：
i i i
W—j 1
G G i ，i=1,2,3，…n
n
2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限,b
3 T b
对于低碳钢：-b :
4Wt
而对于铸铁，变形很小即突然断裂，.b可按线弹性公式计算，即 5
Wt
四，实验数据记录计计算结果
.4
1厂云=9.8仆10-10 m4
3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限_ T b的测定结果材料扭矩极限T b
剪切强度极限T b
五、思考题：
低碳钢试件在受扭时，横截面边缘处先形成环形塑性区，但中心部分仍是弹性的。

试
件继续变形，屈服从试件表层向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区。

随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件断裂为止。

铸铁试件受扭时，在很小的变形下就会发生破坏。

低碳钢试样的断面与横截面重合，断面是最大切应力作用面，断口较为平齐，可知为剪切破坏；
铸铁试样的断面是与试样轴线成45度角的螺旋面，断面是最大拉应力作用面，断口较
为粗糙，因而最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。

六、讨论
①扭转仪…
②导线…
③应变片与轴线夹角七、意见或建议
划线…。