材料力学扭转实验.docx

材料力学扭转实验§1－2 扭转实验 一、实验目的 1、测定低碳钢的剪切屈服点τs，抗扭强度τb 2、测定铜棒的抗扭强度τb 3、比较低碳钢和铜棒在扭转时的变形和破坏特征 二、设备及试样 1、伺服电机控制扭转试验机 2、0.02mm游标卡尺 3、低碳钢φ10圆试件一根，画有两圈圆周线和一根轴向线 4、铜棒铁φ10圆试件一根 三、实验原理及方法 塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上，以6-10º/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩，在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线，如下图为低碳钢的部分扭转曲线试样变形先是弹性性的，在弹性阶段，扭矩与扭转角成线性关系 弹性变形到一定程度试样会出现屈服扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩Tsu；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩Tsl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs，即：τs=τsl= Tsl/W当试样扭断时，得到最大扭矩Tb，则其抗扭强度为τb= Tb/W 式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有 W=πd03/16 铸铁为脆性材料，无屈服现象，扭矩-夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩Tb，则其抗扭强度为：τb= Tb/W 四、实验步骤 1、测量试样原始尺寸 分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量。

2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致 3、低碳钢扭转破坏试验，观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征 4、铜棒扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征 五、实验数据处理 1、试样直径的测量与测量工具的精度一致 2、抗扭截面模量取4位有效数字 3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验 六、思考题 1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化？与扭转平面假设是否相符？ 2、如用木材或竹材制成纤维平行于轴线的圆截面试样，受扭时它们将按怎样的方式破坏？ 3、根据低碳钢和铜棒的破口特征，分析两种材料扭转破坏的原因？ 1、 比较低碳钢拉伸和扭转实验，从进入塑性变形阶段到破坏的全过程，两者变形有何明显的区别？ 。