文档介绍：实验六扭转实验
实验目的
测定低碳钢的剪切屈服极限及剪切强度极限。
测定铸铁的剪切强度极限。
观察比较低碳钢和铸铁在受扭转过程中的变形现象和破坏特征,分析其原因。
实验设备、工具与试件
CTT1000型电子扭转试验机
游标卡尺
低碳钢、铸铁扭转试件
实验原理
低碳钢试件扭转实验
圆轴承受扭矩时,材料处于纯剪应力状态。因此,常用扭转实验来研究不同状态材料在纯剪切作用力下的机械性质。
扭矩在比例极限内,材料完全处于弹性状态,扭转胡克定律:
本实验中采用CTT1000微机控制电子扭转试验机,剪切弹性模量G可由试验机测算自动出结果。
o
Tp
Ts
Tb
T
φ

图1低碳钢扭转图
扭矩超过以后,试件横截面上的剪切应力分布发生变化,在外沿处,材料发生屈服形成环形塑性区,T—φ图变成曲线,故是外沿应力等于比例极限时的扭矩。此后塑性区不断向内扩展,T—φ曲线略有上升。近似为
试件继续变形,材料进一步强化,试件剪断。可由读出最大扭矩

O
T
Tb
φ
图2铸铁的T—φ曲线
铸铁的T—φ曲线如图2所示,从开始受扭,直到破坏,近似为一直线,故按弹性应力公式计算。
试件受扭,材料处于纯剪切应力状态,在与杆轴线成±450的螺旋面上,最小正应力,最大正应力。低碳钢的抗拉能力强于抗剪能力,固从横截面剪断,而铸铁的抗拉能力较抗剪能力弱,故沿+450方向拉断。
实验原始数据
试件直径及计算长度填入表1-1
表1-1
计算结果
破坏实验数据计录与计算填入表1-2
表1-2
思考题
根据铸铁和低碳钢扭断后的断口形状,分析脆性材料和塑性材料在扭转时的破坏情况。
根据拉伸、压缩和扭转三种实验结果,综合分析低碳钢和铸铁的机械性质。