文档介绍：压缩和扭转实验
重庆大学力学实验教学中心
(验证性实验)
金属材料压缩和扭转实验
一、实验目的
金属材料压缩和扭转实验
1、测定低碳钢压缩屈服点ssc
;铸铁抗压强度sbc。
2、测定低碳钢扭转剪切弹性模量G、屈服强度ts、
强度极限tb;
铸铁扭转强度极限tb。
二、实验仪器
1、液压电子万能材料试验机。
2、电子扭转试验机。
3、。
金属材料压缩和扭转实验
—采用标准圆形试样
2. 压缩试样—
采用标准圆柱体试样
d0
h0
实验试样
l0
d0
h0 =(1-3)d0
金属材料压缩和扭转实验
(强度指标)
屈服点
——低碳钢和铸铁(两种典型金属材料)
①低碳钢压缩时的力学性能:
试样装在试验机上,受到轴向压力
F 作用,试样产生变形量。两者之间的关系如图。
低碳钢压缩时的弹性模量和屈服都与拉伸时大致相同。仍然有弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。
思考:能否得到低碳钢压缩时的强度极限?
σbc
O
F
Dl
Fsc
拉伸
低碳钢压缩曲线
压缩
三、实验原理
②铸铁压缩时的力学性能:
铸铁压缩没有明显直线部分,没有屈服现象。仍然在较小变形下突然破坏。铸铁、混凝土、石料等脆性材料,抗压强度远高于抗拉强度。适合作为抗压零件的材料。
O
F
Dl
拉伸
Fbc
铸铁压缩曲线
压缩
试样装在试验机上,受到轴向压力
F 作用,试样产生变形量。两者之间的关系如图。
抗压强度
(强度指标)
金属材料压缩和扭转实验
低碳钢压缩变形,不会断裂,由于受到上下两端摩擦力影响,形成“鼓形”。
铸铁在较小变形下断裂,略成“鼓形”。断面的法线与轴线成45—55度。
tmax引起
压缩实验——观察现象
45 — 55度
断面
法线
轴线
金属材料压缩和扭转实验
金属材料压缩和扭转实验
——低碳钢和铸铁(两种典型金属材料)
低碳钢、铸铁扭转力学性能:
试样装在试验机上,受到扭矩T 作用,试样产生扭转变形——即扭转角。
两者之间的关系如图。
低碳钢仍然有弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。
T
O
Ts
Tb
低碳钢扭转曲线
屈服强度
(强度指标)
强度极限
(强度指标)
铸铁没有明显直线部分,没有屈服变形。
铸铁扭转曲线
O
T
Tb
低碳钢扭转剪切弹性模量G
金属材料压缩和扭转实验
材料在弹性范围内服从剪切虎克定律,其剪应力、剪应变成正比关系:
用扭角仪测量变形量
为扭角仪夹持间距离
则:
扭角仪
金属材料压缩和扭转实验
将扭角计安装在试样上,受力后所产生的变形量与扭矩之间的
线性关系由计算机显示,如下图。
求出直线上 a、b 两点的扭力和变形量,
用增量法,计算剪切弹性模量G。
用增量法,计算式为:
上式中,
O
b
a
试验方法:
(扭矩增量)
(变形量增量)
为极惯性矩
金属材料压缩和扭转实验
铸铁在较小变形下破坏,呈螺旋面,断面与轴线成45度。
扭转实验——观察现象
螺旋断面,拉应力引起
平面断口,剪应力引起
低碳钢扭转破坏后,断口在横截面上,呈平面断口。
低碳钢
铸铁
轴线