文档介绍：实验四扭转试验机测量材料的扭转力学性能实验一、实验目的1、了解试验设备――扭转试验机的构造和工作原理,掌握其操作规程及使用注意事项。2、测定低碳钢的剪切屈服极限及低碳钢和铸铁的剪切强度极限3、观察低碳钢和铸铁两种材料在扭转过程中的变形规律和破坏特征。二、实验设备1、扭转试验机2、游标卡尺3、直尺三、试件扭转试验所用试件与拉伸试件的标准相同,一般使用圆形试件,,标距或,为了防止打滑,扭转试样的夹持段宜为类矩形(如图A)图A四、实验原理扭转试验是材料力学试验最基本、最典型的试验之一。进行扭转试验时,把试件两夹持端分别安装于扭转试验机的固定夹头和活动夹头中,开启直流电动机,经过齿轮减速器带动活动夹头转动,试件便受到了扭转荷载,试件本身也随之产生扭转变形。扭转试验机配套软件上可以直接读出扭矩和扭转角,同时试验机配套软件也自动记录并绘出了曲线。一般情况下,是试验机两夹头之间的相对扭转角。因材料本身的差异,低碳钢扭转曲线有两种类型(图B)。扭转曲线表现为弹性、屈服和强化三个阶段,与低碳钢的拉伸曲线不尽相同,它的屈服过程是由表面逐渐向圆心扩展,形成环形塑性区。当横截面的应力全部屈服后,试件才会全面进入塑性。在屈服阶段,扭矩基本不动或呈下降趋势的轻微波动,而扭转变形继续增加。当首次出现扭转角增加而扭矩不增加(或保持恒定)时的扭矩为屈服扭矩,记为。对试件连续施加扭矩直至扭断,从试验机配套软件界面上读得最大值。根据国标GB/T10128-1988规定,低碳钢受扭转时的屈服强度和强度极限采用式计算。(式中:是实心试件的扭转截面系数)铸铁试件扭转时,其扭转曲线(图C)伸曲线,它有比较明显的非线性偏离,但由于变形很小就突然断裂,一般仍按弹性公式计算铸铁的抗扭强度极限,即:。图B低碳钢扭转曲线图C铸铁曲线圆形试件受扭时,横截面上的应力应变分布如下图D。在试件表面任一点,横截面上有最大切应力t,在与轴线成±45的截面上存在拉应力,以及最大压应力。低碳钢的抗剪能力弱于抗拉能力,试件沿横截面被剪断。铸铁的抗拉能力弱于抗剪