文档介绍：扭转试验报告
一、试验目的
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(2-1)
按式2-1可计算出剪切屈服极限τs。
据最大扭矩Tb可得: (2-2)
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。
图3 铸铁扭转曲线图
四、试验步骤
1、测量试样尺寸
以最小横截面直径计算截面系数(抗扭截面模量)Wp。
2、试验机准备
刻度盘指针调零指针调零,安装绘图记录纸,安装记录笔。
3、安装试样,用粉笔在试样上画一母线,用以观察试样变形情