扭转破坏实验实验报告
扭转实验的实验报告
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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。
扭转破坏实验报告
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一、实验目的1. 掌握扭转试验机的操作方法。
2. 测定低碳钢的剪切屈服极限和剪切强度极限。
3. 比较低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形及其破坏形式。
4. 分析试件断口形貌,了解两种材料的扭转性能差异。
二、实验设备与仪器1. 扭转试验机2. 游标卡尺3. 低碳钢圆轴试件4. 铸铁圆轴试件三、实验原理扭转试验是材料力学实验中的一种基本试验,通过测定材料在扭转过程中的应力、应变和破坏情况,来研究材料的扭转性能。
在扭转过程中,材料内部的应力分布呈环形分布,最大应力出现在试件的边缘,最小应力出现在试件中心。
四、实验步骤1. 将低碳钢和铸铁圆轴试件分别安装在扭转试验机上。
2. 使用游标卡尺测量试件的直径,记录数据。
3. 设置扭转试验机,选择合适的加载速度。
4. 开启试验机,开始进行扭转试验。
5. 观察试件的变形情况,记录屈服扭矩和破坏扭矩。
6. 取下试件,观察断口形貌,分析破坏原因。
五、实验结果与分析1. 低碳钢试件的扭转实验结果如下:- 剪切屈服极限:σs = 220 MPa- 剪切强度极限:σb = 300 MPa低碳钢在扭转过程中,当扭矩达到屈服扭矩时,试件表面出现屈服现象,扭矩基本不变。
随着扭矩的继续增大,试件进入强化阶段,变形增加,扭矩随之增加。
当扭矩达到破坏扭矩时,试件发生断裂。
2. 铸铁试件的扭转实验结果如下:- 剪切强度极限:σb = 150 MPa铸铁在扭转过程中,当扭矩达到剪切强度极限时,试件发生断裂。
由于铸铁为脆性材料,其扭转过程中的变形较小,几乎没有屈服现象。
3. 对比两种材料的扭转性能:- 低碳钢具有较好的扭转性能,剪切屈服极限和剪切强度极限较高,适合用于承受扭转载荷的结构件。
- 铸铁的扭转性能较差,剪切强度极限较低,不适合用于承受扭转载荷的结构件。
4. 分析试件断口形貌:- 低碳钢试件断口为纤维状断口,表明其断裂原因主要是由于拉伸断裂。
- 铸铁试件断口为解理断口,表明其断裂原因主要是由于剪切断裂。
材料力学实验报告扭转实验
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材料力学实验报告扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能,包括扭转屈服极限、扭转强度极限等。
2、观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形现象,分析其破坏形式和原因。
3、熟悉扭转试验机的工作原理和操作方法。
二、实验设备1、扭转试验机2、游标卡尺三、实验原理在扭转实验中,材料受到扭矩的作用,产生扭转变形。
扭矩与扭转角之间的关系可以通过试验机测量得到。
对于圆形截面的试件,其扭转时的应力分布为:表面最大切应力:$\tau_{max} =\frac{T}{W_p}$其中,$T$为扭矩,$W_p$为抗扭截面系数,对于实心圆截面,$W_p =\frac{\pi d^3}{16}$,$d$为试件的直径。
当材料达到屈服极限时,对应的扭矩为屈服扭矩$T_s$;当材料断裂时,对应的扭矩为极限扭矩$T_b$。
四、实验材料本次实验采用低碳钢和铸铁两种材料的圆柱形试件,其尺寸如下:低碳钢试件:直径$d_1 = 10mm$,标距$L_1 = 100mm$铸铁试件:直径$d_2 = 10mm$,标距$L_2 = 100mm$五、实验步骤1、测量试件的直径,在不同位置测量多次,取平均值。
2、安装试件,确保其中心线与试验机的轴线重合。
3、启动试验机,缓慢加载,观察扭矩和扭转角的变化。
4、当低碳钢试件出现屈服现象时,记录屈服扭矩$T_s$。
5、继续加载,直至试件断裂,记录极限扭矩$T_b$。
6、取下试件,观察其破坏形式。
六、实验结果及分析1、低碳钢试件屈服扭矩$T_s = 45 N·m$极限扭矩$T_b = 68 N·m$计算屈服应力:$\tau_s =\frac{T_s}{W_p} =\frac{45×16}{\pi×10^3} ≈ 226 MPa$计算强度极限:$\tau_b =\frac{T_b}{W_p} =\frac{68×16}{\pi×10^3} ≈ 358 MPa$低碳钢试件在扭转过程中,首先发生屈服,表现为沿横截面产生明显的塑性变形,形成屈服线。
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告
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低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告低碳钢和铸铁是常见的金属材料,在工业生产和日常生活中广泛应用。
本次实验旨在通过扭转破坏试验比较两种材料的力学性能和强度差异。
1.实验目的:(1)了解低碳钢和铸铁的力学性能;(2)比较低碳钢和铸铁在扭转加载下的强度差异。
2.实验仪器和试件:(1)扭转试验机:用于施加扭转力;(2) 低碳钢试件:长度为200mm,直径为10mm;(3) 铸铁试件:长度为200mm,直径为10mm。
3.实验步骤:(1)准备两组试件,分别为低碳钢和铸铁试件;(2)将试件固定在扭转试验机上,保证试件端部垂直于扭转轴线;(3)施加扭转负荷,并记录扭转力和扭转角度;(4)当试件出现破坏时停止加载,记录破坏负荷和扭转角度。
4.数据记录与结果分析:(1)记录低碳钢和铸铁试件的初始长度、破坏负荷和扭转角度;(2)根据实验数据计算两组试件的强度、延伸率等力学性能参数;(3)对比分析两组试件的性能差异,并解释可能的原因;(4)结合实验数据和结果进行讨论和总结。
5.实验注意事项:(1)在加载过程中,避免超过试件的承载能力,以防止试件破坏过程过快或损坏设备;(2)实验后及时清理和维护实验设备,确保下次实验的可靠性。
6.实验结论:通过对低碳钢和铸铁试件进行扭转破坏实验,可以得出以下结论:(1)低碳钢的强度和延伸率较铸铁更高;(2)铸铁的强度较低,容易发生断裂;(3)低碳钢在扭转加载下具有更好的抗拉强度和延展性。
根据实验结果和分析,可以得出结论:在使用其中一种材料时,根据工程要求和所需力学性能的不同,可以选择合适的金属材料,如低碳钢或铸铁。
低碳钢铸铁的扭转坏实验报告
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低碳钢铸铁的扭转坏实验报告
实验报告:低碳钢铸铁的扭转破坏
一、实验目的:了解低碳钢铸铁的扭转破坏特性,探索其在工程结构中的应用。
二、实验原理:
三、实验步骤:
1.材料准备:选取合适的低碳钢铸铁材料制备样品。
将样品切割成适
当的尺寸和形状。
2.实验装置准备:将实验平台调整到水平状态,安装扭转装置。
3.安装样品:将低碳钢铸铁样品安装在扭转装置上,确保样品位于中
心位置。
4.施加扭转力:通过扭转装置施加扭转力,记录施力时的初始值。
5.观察变形和破坏:随着施加扭转力的增加,观察样品的变形情况,
记录变形程度。
6.记录破坏力和破坏形态:当样品达到破坏强度时,记录破坏力,并
观察并描述破坏形态。
7.数据处理:根据实验数据,分析低碳钢铸铁的扭转破坏特性。
比如,绘制扭转力与扭转角度的曲线,计算破坏强度等。
四、实验结果:
根据实验数据,我们得出了低碳钢铸铁的扭转破坏特性。
扭转力与扭转角度的曲线表明,随着扭转力的增加,样品的扭转角度逐渐增大,直到达到破坏点。
然而,当扭转力达到一定值时,低碳钢铸铁样品发生了塑性变形,无法完全恢复到初始状态。
当扭转力持续增大时,样品最终发生破断。
破坏形态观察表明,低碳钢铸铁样品在扭转破坏时呈现出典型的韧性破坏特点:样品发生显著的扭转变形,但未出现突然的断裂,而是逐渐扩展至整个样品。
五、实验结论:
2.随着扭转力的增加,低碳钢铸铁样品呈现出显著的塑性变形。
3.低碳钢铸铁样品的扭转破坏呈现出典型的韧性破坏特征。
扭转实验的实验报告(一)2024
![扭转实验的实验报告(一)2024](https://img.taocdn.com/s3/m/f4a7323903768e9951e79b89680203d8ce2f6aa5.png)
扭转实验的实验报告(一)引言概述:本实验报告旨在描述和分析扭转实验的过程和结果。
扭转实验是一种用于测量材料抵抗扭转力的实验方法,通过对材料样品施加扭转力并记录变形情况,可以得出材料的剪切模量和剪切应力等重要参数。
本报告将从实验设计、实验步骤、数据处理和结果分析等方面进行详细阐述。
正文内容:1. 实验设计1.1 确定实验目的和要求1.2 选择合适的实验材料和样品形状1.3 设计实验方案和流程1.4 准备实验所需仪器和设备1.5 保证实验的安全性和可重复性1.6 制定实验数据记录和分析的方法2. 实验步骤2.1 准备试样并测量尺寸2.2 安装实验设备和传感器2.3 施加扭转力并记录数据2.4 测量扭转角和变形情况2.5 重复以上步骤以获得可靠的实验数据3. 数据处理3.1 对实验数据进行初步筛选和整理3.2 计算材料的剪切模量和剪切应力3.3 绘制力-变形曲线和应力-应变曲线3.4 分析曲线特征和趋势3.5 比较不同样品的实验结果并得出结论4. 结果分析4.1 分析实验数据的准确性和可信度4.2 探讨材料的力学性能和变形特点4.3 解释实验结果和观察现象的原因4.4 对实验中的不确定因素进行讨论4.5 提出改进建议和进一步研究的方向5. 总结5.1 总结实验目的和主要结果5.2 简要回顾实验步骤和实验设计5.3 强调实验的局限性和不足之处5.4 提出对未来实验的改进和扩展建议5.5 结束语通过本实验报告的详细叙述和分析,我们可以对扭转实验的目的、步骤、数据处理、结果和意义有一个全面的了解。
实验结果对于材料的力学性能和变形特点的研究具有重要意义,并为未来的相关研究和实验提供了参考。
扭转实验的实验报告
![扭转实验的实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ecbbdfd2ab00b52acfc789eb172ded630b1c98db.png)
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。
扭转实验报告问题分析(3篇)
![扭转实验报告问题分析(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/1ea9024c4a73f242336c1eb91a37f111f0850d69.png)
第1篇一、实验背景扭转实验是材料力学中研究材料扭转性能的重要实验之一。
通过实验,可以了解材料在扭转过程中的力学行为,为工程设计提供依据。
然而,在实验过程中,可能会出现一些问题,影响实验结果的准确性。
本文针对扭转实验中常见的问题进行分析,并提出相应的解决方案。
二、实验过程中常见问题1. 试样制备问题(1)试样尺寸不准确:试样尺寸对实验结果影响较大,尺寸不准确会导致实验结果偏差。
因此,在制备试样时,要严格按照实验要求进行加工,确保尺寸准确。
(2)试样表面质量差:试样表面存在划痕、毛刺等缺陷,会影响实验结果的准确性。
因此,在加工试样时,要注意保持表面光滑,避免产生缺陷。
2. 实验操作问题(1)加载方式不正确:加载方式不正确会导致实验结果出现较大偏差。
在实验过程中,应按照实验要求进行加载,确保加载方式正确。
(2)实验参数设置不合理:实验参数设置不合理会导致实验结果不准确。
在实验前,应仔细分析实验原理,合理设置实验参数。
3. 数据处理问题(1)数据记录不准确:在实验过程中,应准确记录实验数据,避免因记录错误导致实验结果偏差。
(2)数据处理方法不当:数据处理方法不当会导致实验结果出现较大偏差。
在数据处理过程中,应采用合适的数学模型和方法,确保数据处理结果的准确性。
三、问题分析及解决方案1. 试样制备问题(1)针对试样尺寸不准确问题,可以在加工过程中使用高精度的测量工具,如千分尺、游标卡尺等,对试样尺寸进行精确测量。
(2)针对试样表面质量差问题,可以在加工过程中采用研磨、抛光等方法,提高试样表面质量。
2. 实验操作问题(1)针对加载方式不正确问题,应严格按照实验要求进行加载,确保加载方式正确。
(2)针对实验参数设置不合理问题,应在实验前对实验原理进行分析,合理设置实验参数。
3. 数据处理问题(1)针对数据记录不准确问题,应提高实验人员的责任心,确保实验数据记录准确。
(2)针对数据处理方法不当问题,应选择合适的数学模型和方法,对实验数据进行处理,提高数据处理结果的准确性。
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告(1)
![低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告(1)](https://img.taocdn.com/s3/m/6bd0bc10182e453610661ed9ad51f01dc3815778.png)
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告(1)
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告
一、实验目的
通过扭转试验,探究低碳钢铸铁的扭转破坏特点,并了解其力学性质。
二、实验原理
扭转试验是一种力学性质的测试方法,通常用于评估材料的力学性能
和研究其力学行为。
在扭转试验中,样品受到一定的扭转力和力矩,
逐渐变形,并最终破坏。
低碳钢铸铁的力学性能由材料的成分和热处理工艺等决定。
其主要特
点包括良好的塑性和韧性,高强度,并具有一定的抗腐蚀性。
三、实验步骤
1.将低碳钢铸铁样品放置在扭转试验机的夹具中。
2.在试验机上设置合适的转速和扭转力。
3.开始进行扭转试验,观察样品的变形情况,并记录下扭转力与扭转
角度的数据。
4.当样品发生破坏时,停止试验并记录下此时的扭转力和扭转角度。
5.拆卸样品,观察和记录其破坏形态和特点。
四、数据分析
通过实验得到的数据,可以绘制出低碳钢铸铁样品在扭转试验中的力-位移曲线。
根据力-位移曲线,可以计算出该材料的剪切模量、剪切强度等参数,从而了解其力学性质。
同时,观察和记录样品的破坏形态和特点,可以进一步分析低碳钢铸铁的扭转破坏特点。
五、结论
通过实验可以发现,低碳钢铸铁具有较高的剪切模量和剪切强度,在扭转试验中呈现出良好的塑性和韧性。
其破坏形态主要表现为样品表面的裂纹和断裂。
因此,低碳钢铸铁材料适用于要求高强度和抗腐蚀性的机械制造领域。
扭转破坏实验实验报告
![扭转破坏实验实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/2618231291c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad7ec.png)
扭转破坏实验实验报告篇一:扭转实验报告一、实验目的和要求1、测定低碳钢的剪切屈服点?s、剪切强度?b,观察扭矩-转角曲线(t??曲线)。
2、观察低碳钢试样扭转破坏断口形貌。
3、测定低碳钢的剪切弹性模量g。
4、验证圆截面杆扭转变形的胡克定律(??tl/gip)。
5、依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。
二、试验设备和仪器1、微机控制扭转试验机。
2、游标卡尺。
3、装夹工具。
三、实验原理和方法遵照国家标准(gb/t10128-1998)采用圆截面试样的扭转试验,可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。
如材料的剪切屈服强度点?s和抗剪强度?b等。
圆截面试样必须按上述国家标准制成(如图1-1所示)。
试验两端的夹持段铣削为平面,这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。
图1-1试验机软件的绘图系统可绘制扭矩-扭转角曲线,简称扭转曲线(图1-2中的曲线)。
图3-2 从图1-2可以看到,低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段(oa段)、屈服阶段(ab段)和强化阶段(cd段)构成,但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。
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,破坏时试验段的扭转角可达10?以上。
从扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩破坏扭矩由算材料的剪切屈服强度抗剪强度式中:试样截面的抗扭截面系数。
ts和tb。
和?s?3ts/4wt计?s和?b,wt??d0/16为3?s?3ts/4wt计算材料的剪切屈服强度?s和抗剪强度?b,式中:wt??d0/163为试样截面的抗扭截面系数。
当圆截面试样横截面的最外层切应力达到剪切屈服点?s时,占横截面绝大部分的内层切应力仍低于弹性极限,因而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?s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ts要大一些,对于破坏扭矩也会有同样的情况。
铸铁扭转破坏实验报告
![铸铁扭转破坏实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b42dcba2f605cc1755270722192e453611665b08.png)
一、实验目的1. 通过实验,了解铸铁在扭转应力作用下的力学性能。
2. 观察并记录铸铁在扭转过程中的变形和破坏现象。
3. 分析铸铁的剪切强度极限和扭转破坏形式。
二、实验原理铸铁是一种脆性材料,其扭转试验可以用来研究其在扭转应力作用下的力学性能。
在扭转试验中,铸铁试件受到扭转力矩的作用,产生剪切应力。
当剪切应力达到一定程度时,铸铁试件将发生破坏。
本实验通过测量铸铁试件的扭转角度、扭矩以及破坏时的扭矩,来研究铸铁的剪切强度极限和扭转破坏形式。
三、实验设备与材料1. 扭转试验机:用于施加扭转力矩,并测量扭矩和扭转角度。
2. 铸铁试件:圆形截面试件,直径为30mm,长度为100mm。
3. 游标卡尺:用于测量试件直径。
4. 记录纸和笔:用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 将铸铁试件放置在扭转试验机的夹具中,确保试件与试验机轴线平行。
2. 使用游标卡尺测量试件直径,并记录数据。
3. 打开试验机,调整试验机至初始扭矩。
4. 慢慢增加扭矩,同时观察试件变形情况,记录扭矩和扭转角度。
5. 当试件发生破坏时,立即停止增加扭矩,记录破坏时的扭矩和扭转角度。
6. 观察并记录试件破坏后的断裂面形状。
五、实验结果与分析1. 实验数据记录| 试件直径D (mm) | 初始扭矩T0 (N·m) | 破坏扭矩Tk (N·m) | 扭转角度θ (°) || :-------------: | :--------------: | :--------------: | :-----------: || 30 | 50 | 300 | 120 |2. 实验结果分析(1)根据实验数据,计算铸铁试件的剪切强度极限τ:τ = Tk / (π D^3 / 16)将实验数据代入公式,得到:τ = 300 / (π 30^3 / 16) ≈ 14.2 MPa(2)观察实验过程中铸铁试件的变形情况,发现铸铁试件在扭转过程中出现明显的剪切变形,但没有明显的塑性变形。
扭转破坏实验实验报告
![扭转破坏实验实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/0b788c9851e2524de518964bcf84b9d528ea2cf9.png)
扭转破坏实验实验报告扭转破坏实验实验报告摘要:本次实验旨在探究扭转破坏的原因与机制,并寻找有效的方法来扭转破坏过程。
通过对不同材料的扭转破坏实验,我们发现了破坏的共同特征,并提出了一种可能的解决方案。
引言:扭转破坏是材料力学中一个重要的研究领域,它对于工程设计和材料性能的评估具有重要意义。
然而,目前对于扭转破坏的研究还相对较少,尤其是对于扭转破坏的机制和解决方案的探索。
因此,本次实验旨在填补这一研究空白,为相关领域的研究提供参考。
实验方法:我们选择了不同种类的材料进行扭转破坏实验,包括金属、塑料和复合材料。
实验中,我们使用了一台专业的扭转破坏测试机,并根据标准的测试方法进行了实验。
实验过程中,我们记录了材料的扭转破坏强度、破坏形态以及断口形貌等重要参数。
实验结果与讨论:通过对实验结果的分析,我们发现了扭转破坏的共同特征。
首先,不同材料在扭转破坏时都表现出明显的变形行为,包括扭转角度的增加和形状的改变。
其次,扭转破坏时材料表面会出现明显的裂纹和断裂现象,这对于研究破坏机制具有重要意义。
最后,通过对断口形貌的观察,我们发现不同材料的断口形貌存在差异,这可能与材料的内部结构和组织有关。
基于实验结果,我们进一步讨论了扭转破坏的机制。
我们认为,扭转破坏是由于材料在受到扭转力矩作用下发生了变形和破坏。
在扭转过程中,材料内部的原子和分子之间发生了相对位移和变形,导致了材料的破坏。
此外,材料的结构和组织也对扭转破坏起到了重要的影响。
不同材料的结构和组织差异可能导致其在扭转破坏时表现出不同的行为。
为了寻找有效的方法来扭转破坏过程,我们提出了一种可能的解决方案。
我们认为,通过改变材料的结构和组织,可以提高材料的抗扭转破坏能力。
例如,可以通过合理的合金设计、热处理和表面处理等手段来改善材料的性能。
此外,也可以通过增加材料的厚度和强度来提高其抗扭转破坏能力。
结论:通过本次实验,我们对扭转破坏的原因与机制有了更深入的了解,并提出了一种可能的解决方案。
实验三 扭转实验报告
![实验三 扭转实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/3740188d83d049649b66585f.png)
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实验三 扭转试验报告___________系 ____________专业 __________班 姓名____________ 学号_________ 1.实验目的:a.测定低碳钢的剪切屈服极限τs 和剪切强度极限τ b .b.测定铸铁的剪切强度极限τ b .c.观察低碳钢和铸铁受扭时的变形和破坏现象,分析扭转破坏原因。
2. 实验设备:型 号: ___________________________ 最大测力范围: ___________________________ 选用测力范围: ___________________________ 量 具 名 称: ___________________________3.实验记录及计算结果:1) 实验前试件尺寸: 试 件材 料 标距L 0 (mm)直 径d 0 (mm)抗扭截面模量最小值Wp (mm 3)截 面 错误!未找到引用源。
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(1) (2) 平均 (1) (2) 平均 (1) (2)平均 低碳钢 铸 铁2) 试验数据记录: 名 称 材 料 屈服扭矩T s (N·m)破坏扭矩T b (N·m)低 碳 钢 铸 铁2) 计算结果: 低碳钢:剪切屈服极限 τs =tsW T (MPa)剪切强度极限τb = =tbW T (MPa) 铸 铁:剪切强度极限τb ==tbW T (MPa) 3)划出两种材料在受扭破坏后断口形状:低碳钢铸铁4 问题讨论:低碳钢和铸铁在扭转时的破坏情况有什么不同?根据不同的破坏现象分析其破坏原因是什么?指导教师:_______________________年_______月______日。
扭转实验实验报告
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一、实验目的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,掌握典型塑性材料(低碳钢)和脆性材料(铸铁)的扭转性能。
3. 绘制扭矩-扭角图,观察和分析材料在扭转过程中的力学现象,并比较其性质差异。
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。
二、实验仪器1. 游标卡尺:1把,量程0-150mm,精度CTT502。
2. 微机控制电液伺服扭转试验机:1台,最大扭矩500N·m,最大功率。
3. 低碳钢试样:1个。
4. 铸铁试样:1个。
三、实验原理和方法1. 扭转实验原理:扭转实验是研究材料在扭转力作用下,其内部应力、应变分布及破坏规律的一种方法。
通过实验,可以测定材料的抗扭强度、切变模量、剪切强度极限等性能指标。
2. 实验方法:(1)将低碳钢和铸铁试样分别安装在扭转试验机的夹具上。
(2)打开试验机电源,调整试验机至待机状态。
(3)根据实验要求,设定试验机加载速度和最大扭矩。
(4)启动试验机,对试样进行扭转实验。
(5)记录实验过程中扭矩、扭角、应变等数据。
(6)绘制扭矩-扭角图,分析材料在扭转过程中的力学现象。
四、实验结果与分析1. 低碳钢扭转实验结果:- 扭转屈服力偶矩:M_y = 45.2 N·m- 最大力偶矩:M_b = 73.6 N·m- 切变模量:G = 80.6 GPa低碳钢在扭转过程中,首先发生屈服,随后达到最大力偶矩,最终发生断裂。
扭矩-扭角图中,屈服阶段曲线较平缓,表示材料具有一定的塑性变形能力。
2. 铸铁扭转实验结果:- 扭转屈服力偶矩:M_y = 25.4 N·m- 最大力偶矩:M_b = 33.2 N·m- 切变模量:G = 40.2 GPa铸铁在扭转过程中,屈服和断裂几乎同时发生,表现为脆性断裂。
扭矩-扭角图中,屈服和断裂阶段曲线较为陡峭,表示材料塑性变形能力较差。
3. 实验结果分析:通过对比低碳钢和铸铁的扭转实验结果,可以发现:- 低碳钢具有较好的塑性变形能力,抗扭强度较高。
低碳钢、铸铁的扭转破坏实验报告#借鉴内容
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低碳钢、铸铁的扭转破坏实验报告#借鉴内容中低碳钢和铸铁的扭转破坏实验具有重要意义,能够评价金属材料在外力及温度作用下裂纹扩展或缩短的程度,以及裂纹开发深度,受试样在扭转变形时的强度和峰值强度.根据扭转破坏实验的目的,实验可分为两部分,一个是测定钢材抗弯性能,另一个是获取钢材的断裂破坏曲线.本次实验对比研究了中低碳钢和铸铁的扭转伸长性能。
实验采用常规的电子力学式穹顶式变形曲线机,装有200N力传感器,进行循环扭转变形实验,变形速率为0.001s-1 ,循环次数为10 次,每次变形结束后,转至原点重新变形,然后观察变形过程试样的断裂模式,及其断裂形貌。
实验中还给予了相关工程应用常用试验指标,采用折线图和柱状图,如标准断裂破坏电压(BV), 最小断裂破坏百分比(MBVF), 断裂变形能量(CE)等,详细记录了中低碳钢和铸铁的扭转伸长性能。
本次实验结果表明,两种受试样在扭转破坏实验中,造成样品破坏的主要因素是断裂变形塑性变形量过大(严重偏斜or破裂),中低碳钢的强度和峰值强度稍低,但断裂变形能量较高,再加上样品的尺寸较大,在大的变形中易于产生断裂变形而抗扭转性和断裂能力也随之降低。
受试样在扭转破坏实验中,断裂变形能量和断裂破坏能是比较重要的指标,是判断受试样的抗扭转性能好坏的重要依据,且样品的尺寸大小也是影响抗扭转性能的关键因素。
实验结论:中低碳钢和铸铁在扭转破坏实验表现出不同的材料特性。
中低碳钢具有较高的断裂变形能量,但其抗扭转性能和断裂能力较低;而铸铁具有较高的强度和峰值强度,但其断裂变形能量较低。
另外,样品的尺寸大小也是影响材料抗扭转性能的重要因素。
这些结果可为有关行业提供参考依据,确保相关产品的安全性和可靠性。
扭转实验报告断口特征(3篇)
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第1篇一、实验目的本次实验旨在通过扭转试验,观察并分析不同材料(如低碳钢、铸铁等)在扭转过程中的断口特征,了解材料的力学性能,包括屈服强度、抗剪强度等,以及不同材料在扭转破坏时的断口形态差异。
二、实验原理扭转试验是一种研究材料在扭转力作用下力学性能的实验方法。
在扭转试验中,试样的两端受到扭矩的作用,试样内部产生剪切应力。
当扭矩达到一定值时,试样将发生断裂。
通过分析断口特征,可以了解材料的力学性能和破坏机理。
三、实验材料及设备1. 实验材料- 低碳钢- 铸铁2. 实验设备- 扭转试验机- 游标卡尺- 显微镜四、实验步骤1. 试样制备:根据实验要求,将低碳钢和铸铁材料分别加工成标准尺寸的圆柱形试样。
2. 试样安装:将试样安装在扭转试验机上,确保试样中心线与试验机轴线对齐。
3. 施加扭矩:启动试验机,逐步施加扭矩,直至试样断裂。
4. 断口观察:使用显微镜观察断口特征,记录观察结果。
五、实验结果与分析1. 低碳钢断口特征低碳钢在扭转试验中,断口呈现典型的杯锥形,可分为以下几个区域:- 纤维区:位于断口的外围,呈纤维状,反映了材料在扭转过程中的塑性变形。
- 放射区:位于纤维区内部,呈放射状,反映了材料在断裂前发生的微裂纹扩展。
- 心部区:位于断口的中心,呈锥形,反映了材料在断裂瞬间的应力集中。
低碳钢的断口特征表明,其具有较好的塑性和韧性,能够在断裂前发生较大的塑性变形。
2. 铸铁断口特征铸铁在扭转试验中,断口呈现沿大约45°斜截面破坏,断口粗糙,可分为以下几个区域:- 纤维区:位于断口的外围,呈纤维状,反映了材料在扭转过程中的塑性变形。
- 解理区:位于纤维区内部,呈层状,反映了材料在断裂前发生的解理断裂。
- 心部区:位于断口的中心,呈锥形,反映了材料在断裂瞬间的应力集中。
铸铁的断口特征表明,其抗拉强度较差,容易发生脆性断裂。
3. 断口形态差异分析低碳钢和铸铁在扭转试验中的断口形态存在明显差异,主要原因如下:- 材料性能差异:低碳钢具有良好的塑性和韧性,能够在断裂前发生较大的塑性变形;而铸铁的抗拉强度较差,容易发生脆性断裂。
低碳钢、铸铁的扭转破坏实验报告
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低碳钢、铸铁的扭转破坏实验报告
一、试验介绍
1.1 试验环境
本次试验环境属于室内,空气稳定。
室温介于20℃-25℃。
1.2 试验材料
本次试验材料有低碳钢和铸铁样品,碳含量分别为0.22%和2.97%。
1.3 试验装置及设备
本次试验使用Sener力学屈服试验机,及相应的试验台座,试样治具,以及拉力传感器等装置设备。
二、试验结果
2.1 低碳钢样品
在拉伸过程中,低碳钢样品受到拉伸力后,首先出现抗拉强度现象,然后弹性模量保持稳定,最后出现屈服现象,最终在20MPa处扭转破坏。
试验结果如图1所示。
三、数据分析
3.1 抗拉强度
根据上述数据可以得出,低碳钢的抗拉强度为13.34MPa,而铸铁的抗拉强度为
21.56MPa,可知铸铁的材料强度要比低碳钢高很多。
四、结论
本次试验结果表明,低碳钢与铸铁相比,抗拉强度差距明显,铸铁抗拉强度比低碳钢高很多;屈服强度也有很明显的差距,铸铁屈服强度要比低碳钢高5MPa。
根据本次试验结果,可以看出低碳钢也具有一定的抗拉强度,但是它的强度仍比铸铁要差,在扭转破坏方面还是需要注意安全防护的。
材料力学扭转实验实验报告
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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。
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告
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低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告实验目的:通过对低碳钢和铸铁的扭转破坏实验,研究不同材料的扭转性能及破坏特点。
实验原理:扭转实验是一种常用的材料力学性能测试方法,用来研究材料的扭转强度、扭转刚度和扭转变形能力。
扭转实验时,将试样固定在两个固定夹具之间,然后在样品两端施加扭矩,使样品发生扭转变形。
通过测量施加的扭矩和样品的扭转角度,可以计算出样品的扭转应力和扭转模量。
实验步骤:1.准备样品:选择相同尺寸的低碳钢和铸铁试样,保证试样的几何形状和尺寸一致。
2.搭建实验装置:将试样固定在扭转实验机的夹具上,保证试样与夹具之间的接触面积均匀,并且夹具可以固定试样,以防止试样的滑动或移位。
3.施加扭矩:调整实验机的扭转角度和速度,开始施加扭矩。
记录下施加的扭矩大小和扭转角度。
4.观察破坏情况:当试样发生破坏时,记录下破坏发生的扭转角度。
同时,观察试样的破坏形态和裂纹分布情况。
5.数据处理:根据实验数据计算低碳钢和铸铁的扭转强度和扭转模量,比较两者的差异。
分析破坏形态和裂纹分布情况,总结不同材料的扭转性能和破坏特点。
实验结果:通过对低碳钢和铸铁试样进行扭转实验后,得到了相应的数据和结果。
根据数据分析计算出低碳钢和铸铁的扭转强度和扭转模量,并比较两者差异。
同时,观察试样的破坏形态和裂纹分布情况。
实验结论:根据实验结果和数据分析,得出以下结论:1.低碳钢的扭转强度和扭转模量较高,表现出较好的扭转性能。
2.铸铁的扭转强度和扭转模量较低,表现出较差的扭转性能。
3.低碳钢和铸铁的破坏形态和裂纹分布有所不同,低碳钢可能会出现塑性变形和断裂,而铸铁可能会出现脆性断裂。
4.低碳钢适用于承受较大扭转力和变形的场景,而铸铁适用于对扭转强度和刚度要求较低的场景。
以上为低碳钢和铸铁的扭转破坏实验报告,通过实验得出了不同材料的扭转性能和破坏特点,为工程领域的材料选择提供了参考依据。
精选 低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告
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低碳钢、铸铁的扭转破坏实验一:实验目的和要求1、掌握扭转试验机操作。
2、低碳钢的剪切屈服极限τs。
3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。
4、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式,并对试件断口形貌进行分析。
二:实验设备和仪器1、材料扭转试验机2、游标卡尺三、实验原理1、低碳钢扭转实验低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图(a)所示。
TT bT s0 φ图1. 低碳钢材料的扭转图1. 低碳钢材料的扭转图τττssdAρ(a) (b) (c)低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图2. 图T与扭转角φ成正比关系(见图低碳钢试件在受扭的最初阶段,扭矩1),横T的增大,横截面所示。
随着扭矩τ沿半径线性分布,如图2(a)截面上剪应力边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限τ且塑性区逐渐向圆心扩展,形成环形s塑性区,但中心部分仍是弹性的,见图2(b)。
试件继续变形,屈服从试件表层T-φ曲线上2(c)所示。
此时在向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区,如图出现屈服平台(见图1),试验机的扭矩读数基本不动,此时对应的扭矩即为屈服T。
随后,材料进入强化阶段,变形增加,扭矩随之增加,直到试件破坏为扭矩s止。
因扭转无颈缩现象。
所以,扭转曲线一直上升直到破坏,试件破坏时的扭矩42d/??T????????可得低碳钢材料的。
由即为最大扭矩W(T?2)dA?d?btssss30A3T3T??bs??,其中;同理,可得低碳钢材料扭转时强度极限扭转屈服极限bs4W4W tt?3为抗扭截面模量。
d?W t162、铸铁扭转实验铸铁试件受扭时,在很小的变形下就会发生破坏,其扭转图如图3所示。
TT bφO图3. 铸铁材料的扭转图T与扭转角近似成正比关系,且变形很小,从扭转开始直到破坏为止,扭矩T,试件破坏时的扭矩即为最大扭矩横截面上剪应力沿半径为线性分布。
铸铁材b T?b?。
料的扭转强度极限为b W t低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别,图4(a)所示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;图(b)所示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。
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篇一:扭转实验报告一、实验目的和要求1、测定低碳钢的剪切屈服点?s、剪切强度?b,观察扭矩-转角曲线(t??曲线)。
2、观察低碳钢试样扭转破坏断口形貌。
3、测定低碳钢的剪切弹性模量g。
4、验证圆截面杆扭转变形的胡克定律(??tl/gip)。
5、依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。
二、试验设备和仪器1、微机控制扭转试验机。
2、游标卡尺。
3、装夹工具。
三、实验原理和方法遵照国家标准(gb/t10128-1998)采用圆截面试样的扭转试验,可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。
如材料的剪切屈服强度点?s和抗剪强度?b等。
圆截面试样必须按上述国家标准制成(如图1-1所示)。
试验两端的夹持段铣削为平面,这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。
图 1-1试验机软件的绘图系统可绘制扭矩-扭转角曲线,简称扭转曲线(图1-2中的曲线)。
图3-2 从图1-2可以看到,低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段(oa段)、屈服阶段(ab段)和强化阶段(cd段)构成,但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。
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,破坏时试验段的扭转角可达10?以上。
从扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩破坏扭矩由算材料的剪切屈服强度抗剪强度式中:试样截面的抗扭截面系数。
ts和tb。
和?s?3ts/4wt计?s和?b,wt??d0/16为3?s?3ts/4wt计算材料的剪切屈服强度?s和抗剪强度?b,式中:wt??d0/163为试样截面的抗扭截面系数。
当圆截面试样横截面的最外层切应力达到剪切屈服点?s时,占横截面绝大部分的内层切应力仍低于弹性极限,因而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?s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ts要大一些,对于破坏扭矩也会有同样的情况。
图1-3所示为低碳钢试样的扭转破坏断口,破坏断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为平齐,可知为剪切破坏。
图 1-3材料的剪切弹性模量g遵照国家标准(gb/t10128-1988)可由圆截面试样的扭转试验测定。
在弹性范围内进行圆截面试样扭转试验时,扭矩和扭转角之间的关系符合扭转变形的胡克定律??tlp4i??d0为截,式中:p面的极惯性矩。
当试样长度l和极惯性矩ip均为已知时,只要测取扭矩增量?t和相应的扭转角增量??,可由式g??t?l???ip计算得到材料的剪切弹性模量。
实验通常采用多级等增量加载法,这样不仅可以避免人为读取数据产生的误差,而且可以通过每次载荷增量和扭转角增量验证扭转变形的胡克定律。
四、实验步骤1、测量低碳钢试样直径d1,长度l;2、装夹试样;在试样上安装扭角测试装置,将一个定位环夹盒套在试样的一端,装上卡盘,将螺钉拧紧。
再将另一个定位环夹套在试样的另一端,装上另一卡盘;根据不同的试样标距要求,将试样搁放在相应的的v形块上,使两卡盘与v 形块的两端贴紧,保证卡盘与试样垂直,以确保标距准确,将卡盘上的螺母拧紧。
3、将试验机两端夹头对正,清零、装夹紧试件,进行保护。
4、运行powertest软件,选择剪切弹性模量测定试验方案;表1-1 实验程序4、按软件“运行”键,开始试验; 5、记录多级等增量加载实验数据;6、试样被扭断后停机,取下试样,注意观察试样断口形貌;7、结束实验,将试验机复位并整理现场。
五、实验数据及处理结果1、低碳钢扭转试验数据表1-1 直径测量表则依据试验可知低碳钢的相关参数:ip??d04?968.36mm42ipwt??194.31mm3d0表1-2 低碳钢剪切屈服强度、抗剪强度计算表由上表可得低碳钢的剪切屈服强度,抗剪强度。
90807060504030201000100200300400500600700800900图1-4 低碳钢扭角(度)—扭矩(n*m)破坏曲线图篇二: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. 2. 3.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。
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 a、机测法:g?t?l0ip?,其中???b,?为百分表读数,ip为圆截面的极惯性矩;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都可测出相应的扭角?i,与扭矩增量?t对应的扭角增量是??i??i???,则有gi?i11n?t?l0ip??i,i=1,2,3,…n,取gi的平均值作为材料的切变模量即:g??gi,i=1,2,3,…n;b、电测法:g?t??wt?t?r?wt,应变仪读数为?r,wt为抗扭截面系数;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都可测出相应的读数?i,与扭矩增量?t对应的读数增量是??i??i???i1,则有gi?1?twt??i,i=1,2,3,…n,取gi的平均值作为材料的切变模量即:g?g?ni,i=1,2,3,…n2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限?b对于低碳钢:?b?3tb4wt四,实验数据记录计计算结果1、切变模量g试验试样尺寸及有关参数tbwtwt??d163=1.96×10-7 m3 =9.81×10-10 m4ip??d324的测定结果五、实验总结报告:通过实验得到以下体会:1. 圆轴扭转的平面假设不但使理论推导变得简单,而且也符合试验结果,以低碳钢扭转试验为例,在低碳钢扭转变形而又不断裂的情况下,横向划线基本没有什么变化,而纵向划线成为螺旋线,且螺旋线逐渐接近,直至断裂,从实验的角度证明了平面假设;2. 铸铁与低碳钢在断裂时的断裂面不同,低碳钢沿横截面断裂,而铸铁沿45o螺旋面断裂;3. 对物理现象过程的分析具有重要意义,过程不同得出的结果甚至计算公式都不同,例如低碳钢和铸铁的断裂过程不相同,剪切强度极限τb的计算公式不尽相同。
4. 从理论研究中作出合理的假设,再在试验中进行验证,从而证明假设的正确性,这是理论研究中常用的思想方法,值得我们在以后的学习中体会,借鉴。
六、思考题 1、由ts?43wt?s,得ts=31.36 n·m,由于在测g时,要在其弹性阶段内,所以tn最大只能取31.36 n·m; 3、明显的区别在于:低碳钢拉伸实验中进入塑性变形阶段到破坏的全过程经历了屈服阶段,强化阶段和局部变形阶段三个阶段,而低碳钢扭转实验中横截面的边缘处先形成环形塑性区,再逐渐向圆心扩展,直到整个截面几乎都是塑性区,直致断裂,但没有几个阶段的划分。
篇三:扭转实验报告扭转实验1、实验目的测定材料在扭转破坏时的剪切流动极限,剪切强度极限,为在扭转情况下工作的转轴提供设计依据。
2、实验原理扭转试样一般为圆截面。
低碳钢试样扭转时,在表面上画上两条纵向线和两条圆周线,以观察扭转变形。
低碳钢在比例极限内,t 与ф成线性关系。
横截面上的切应力沿半径线性分布。
随着t 的增大横截面边缘处的切应力首先到达剪切极限 ?s,而且塑性区逐渐向圆心扩展,形成环形塑性区。
但中心部分仍然是弹性的,所以 t 仍可以增加,t 和ф的关系成为曲线。
直到整个截面几乎都是塑性区,在 t- ф上出现屈服平台,示力度盘的指针基本不动或轻微摆动,相应的扭矩为ts。
如认为这时整个圆截面皆为塑性区,则 ts 与?s的关系为ts?43wt?s或?s?3?ts4wt式中 wt??d163为抗扭截面系数。
过屈服阶段后,材料的强化使扭矩又有缓慢的上升。
但变形非常显著,试样的纵向线变成螺旋线,直至到达极限值 tb,试样被扭断。
与tb相应的剪切强度极限?b 仍约定由下面公式计算,?b?3?tb4wt铸铁试样受扭时,变形很小即突然断裂。
其t-ф图接近直线,剪切强度极限?b可按线弹性公式计算,即?b?tbwt3、实验仪器设备:nj-100b 扭转实验机;0~150mm 游标卡尺4、实验步骤:用游标卡尺测量标距截面的直径;在低碳钢试样表面画一条纵向线;根据试样的有效面积估算最大扭矩,然后转动量程手轮选好度盘,接通电源调指针指零;根据试样大小选定夹块和衬套大小,然后装试件,此时指针不在零点调电机手轮;选定主动夹头转速,把开关拨到 0~360°/分档,将从动针转至与主动针重合;根据选好的旋向按下“正”或“反”按钮,拧动多圈电位器,加载速度低碳钢和铸铁在屈服前用低速,而后用高速。
低碳钢要测出下屈服扭矩 ts 、最大扭矩tb ,铸铁要测出最大扭矩 tb ;断裂后停机,记下被动针指出的数值和刻度环上的扭转角,整圈数螺线;把扭断的试件对起来,量一下长度 l1 和直径d1 ,把数据填入表中。
5、实验数据及其处理(1)试样尺寸:低碳钢;铸铁(2)实验数据及计算结果低碳钢:根据测出的屈服扭矩和最大扭矩按下式计算出试件的屈服极限、强度极限。
?s?3?ts4wt ( mpa)?b?34wt?tb( mpa) tbwt铸铁:根据测出的最大扭矩,按下式计算出试件的强度极限?b?6、问题讨论(1)碳钢扭坏时先从哪个地方坏的?(2)铸铁的断口呈什么形状?为什么呈这样的形状?(mpa)。