低碳钢G值的测定.docx

低碳钢剪切弹性模量G的测定一. 试验目的1. 测定低碳钢材料的剪切弹性模量G,并验证剪切虎克定律2. 掌握扭角仪的原理及使用方法二. 原理圆轴扭转时，若最大剪应力不超过材料的比例极限时，则扭矩加話与扭转角妙存性关系；0Jp = 式中， 32为圆截面的极惯矩，圧为试件的直径;Q—距离为為的两截面之间的相对扭转角；込—扭矩；G—低碳钢剪切弹性模量由上式可知，若材料符合虎克定律，则叫 图（参见上一试验图1）上在比例极限 以下成线性关系当试件受到一定的扭矩增量心后，在标矩内可测得相应的扭转角增 量色妙于是由上式可求得G；三. 试验仪器与设备1. 测G试验台2. 扭转试件3 •千分表4.游标卡尺四. 试验方法与步骤1. 测量试件计算长度用游标卡尺测量试件直径，在试件标距范围内量取三个直径，取平均值作为计算直径^02. 拟订加载方案采用等级加载法进行试验一般分为3〜4级加载，每次扭矩加10N， 试件直径为15mm3. 安装扭角仪和试件扭角仪的构造和安装（见图2）所示，将扭角仪的两根臂杆AC 和BDE分别装在试件标距的两端AB处，并将两夹箍四周的定位螺杆拧紧，使螺钉的 钉尖位于圆周刻线上当试件受扭时，固夹在试件上的AC. BDE臂杆就会绕试件轴线 而转动，推杆BDE将安装在AC杆上的千分表指针走动，使指针走动的位移为占，千 分表顶杆与试件轴线的距离为b,使AB两截面间的相对扭转角为图14. 手动加扭矩，每增加一个扭矩增量后，读一个相应的扭角妙，算出扭角增量 卜沪肌-飢，注意加载要均匀缓慢，试验过程中勿碰机器、仪器。

5. 重复测试几次，观察其线性关系及重复性试验结束，卸除载荷，整理现场五. 预习要求1. 了解试验目的、原理及试验所要求的数据2. 测G试验的步骤有哪些？六. 试验报告要求试验报告应包括：试验名称、试验目的、仪器设备名称、规格、量程，试验记录及结 果七. 问题讨论1. 分析测量G的误差情况2. 根据本试验结果G的测定，分析讨论与E、"值三个弹性常数之间的关系圆轴扭转时材料弹性常数G的测定1实验目的在比例极限内验证低碳钢扭转虎克定律并测定低碳钢的剪切弹性常数G2仪器和设备K-50型扭转试验机、转角仪3实验原理①、原理在低碳钢试件上装置转角仪如图4—1所示，两环分别固定在试件的两个截面上，两环间的 距离AB即为受扭试件的标距试件受扭后两截面间发生相对转动，此时，百分表的读数则 为（--试件受扭后，两截面间产生的相对弧长），根据转角仪臂长b可算出A、B两截面 的相对扭转角为bO当扭矩在PM内，在试件上采用“增量法”逐级加载，如果每增加同样大小的扭矩 扭 转角的增量 也大致相等这样就验证了虎克定律，根据各次测得的扭转角的增量的平均 值可算出剪切弹性常数G实验值：10nILMGD □□□□式中：0L------试件的标距；PI------试件横截面的极惯性矩。

理论值：12EG式中：E---低碳钢的拉压弹性模量；---低碳钢的泊松比为了保证实验数据的可靠性，须重复进行三次实验，取其中一组线性较好的将扭转试验机调整到“手动”状态，然后按加载方案手摇加载，并记下相应的百分表的读数 和扭矩值当扭矩加到 即停止加载mND20。