金属扭转实验报告.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划金属扭转实验报告　　金属的扭转实验指导书　　一、实验目的：　　1、测定低碳钢扭转流动极限τs与扭转强度极限τb　　2、测定铸铁的扭转强度极限τb　　3、观察并分析比较低碳钢、铸铁试件的断口形状　　二、实验设备　　1、扭转试验机　　2、游标卡尺　　图2－21圆形扭转试样图　　图2-22低碳钢扭转实验T-Ф曲线　　三、试样的制备　　根据国家标准GB/T10128-1988《金属室温扭转试验方法》的规定，金属扭转试验所使用的试样截面为圆形，推荐采用直径为10mm，标距Ｌ0分别为50mm和100mm，平行长度Ｌe分别为70mm和120mm的试样试样头部的形状和尺寸应根据扭转试验机夹头的　　具体情况来确定如　　果采用其他直径的试样，其平行长度Ｌc应为标距加上两倍的直径圆形扭转试样的形状、尺寸以及加工精度见左图2－21　　四、实验原理　　扭转实验是材料力学实验中最基本的实验之一在进行扭转实验时，试样两端部被装夹在扭转试验机的夹头上试验机的一个夹头固定不动，另一个夹头绕轴旋转以实现对试样施加扭转载荷。

这时，从试验机上可读出扭矩Ｔ和对应的扭转角Φ通过试验机上的自动绘图装置可绘出该试样的扭矩Ｔ与扭转角Φ的关系曲线图　　1、低碳钢扭转破坏实验　　对低碳钢试样进行扭转实验时，通过试验机上的自动绘图装置，我们可绘出该试样在整个扭转过程中的扭矩T与扭转角Ф的关系曲线如图2－22所示由图2－22知，低碳钢在整个扭转过程中经历了弹性、屈服、强化三个阶段在弹性阶段——OA直线段，材料服从切变虎克定律即材料的切应力τ与切应变γ成正比在屈服阶段——AB曲线段，分两种情况来读屈服点所对应的扭矩Ts　　当屈服阶段图形为水平线时，此时试验机扭矩刻度盘上首次出现扭矩不增加而扭转角增加时的扭矩为屈服扭矩Ts如图2－22所示　　当屈服阶段图形为锯齿形状时，扭矩刻度盘上主针首次下降前的的扭矩为上屈服扭矩Tsu而在屈服阶段中最小扭矩为下屈服扭矩Tsl，如图2－22所示在强化阶段——BC曲线段，这时要让试样继续发生扭转变形，就必须对试样再施加扭矩，直至扭断试件扭断后，我们可从试验机的扭矩刻度盘上读出试样扭断前所承受的最大扭矩Tb根据上述国标的规定，我们用测出的屈服扭矩Ts或下屈服扭矩Tsl，按弹性扭转公式计算剪切屈服极限。

即屈服点或下屈服点为　　τs=Ts/Wt或τsl=Tsl/Wt(2-10)　　其中Wt为抗扭截面模量　　同时用测出的最大扭矩Tb，按弹性扭转公式计算抗扭强度　　τb=Tb/Wt(2-11)　　2、铸铁扭转破坏试验　　在对铸铁试样进行扭转试验时，同样可通过试验机上的绘图装置绘出扭矩T与扭转角Φ的关系曲线如图2－23所示从该图和所进行的试验可以看出，铸铁试样从开始受扭直至破坏，近似一直线它无屈服现象，且扭转变形小同时破坏是突然发生的，断口形状为与　　0试样轴线约成45的螺旋面在从试验机度盘上读出最大扭矩Tb后，根据上述国标的规定，　　按弹性公式计算抗扭强度τb=Tb/Wt.　　上述扭转试验要求在室温10C—35C条件下进行　　3、破坏分析　　当试样受扭时，材料处于纯剪切应力状态，见图2－24由图可知，圆轴扭转时横截面　　0上作用着最大切应力τ而在±45斜面上，分别存在最大拉应力σ1和最大压应力σ2,且它　　们的绝对值都等于τ塑性材料低碳钢的抗切能力弱于抗拉压能力，故试样受扭破坏后，断口平齐，且沿其横截面被切断脆性材料铸铁的抗压、抗切能力均强于　　0抗拉能力，故试样受扭破坏后，沿其45方向被拉断，断口成一螺旋面。

两种材料的断口形00　　状见图2－25　　图2－25两种材料的受扭试样断口　　五、实验结果处理　　根据已测出的低碳钢和铸铁的扭矩，按下面的弹性公式算切应力　　低碳钢的扭转屈服点和抗扭强度按下列公式计算：　　扭转屈服点：τs=Ts/Wt或τsl=Tsl/Wt　　抗扭强度：τb=Tb/Wt　　铸铁的抗扭强度：τb=Tb/Wt　　金属的扭转实验实验报告　　一、实验目的　　1、　　2　　3　　二、实验设备　　三、低碳钢扭转实验T-Ф曲线　　金属材料扭转实验报告　　实验日期姓名班级成绩　　一、实验目的　　二、实验设备　　扭转试验机名称及型号;最大吨位KN;使用量程；精度N;量具名称；精度mm三、试件尺寸与形状　　四、实验数据与计算1.载荷　　低碳钢：上屈服扭矩TeH=下屈服扭矩TeL=最大扭矩Tm=铸铁：最大扭矩Tm=　　2.强度指标　　低碳钢：上屈服强度τeH=下屈服强度τeH=抗扭强度τm=铸铁：抗扭强度τm=　　南昌大学工程力学实验报告　　姓名：钟燕平学号：专业班级：本硕111班班级编号：S088实验时间14时00分第9星期三座位号：教师编号：成绩：　　金属扭转破坏实验、剪切弹性模量的测定　　中那么明显。

由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时实验段的扭角可达10π以上　　图所示的铸铁试样扭转曲线可近似的视为直线，试样破环时的扭转形变比拉伸时的形变要明显的多　　从扭转试验机上可读取的试样的屈服扭矩Ts和破环扭矩Tb由　　计算材料的屈服剪切点和抗剪切强度　　需要指出的是，对于塑形材料，采用实心圆截面试样测量得到的屈服点和抗剪强度，高于薄壁圆环截面试样的测量值，这是因为实心园截面试样扭转时横截面切应力分布不均匀所致　　当园截面试样横截面的最外层切应力达到剪切强度屈服点时，占横截面绝大部分的内层应力仍低于弹性极限，因此此时试样仍表现为弹性行为，没有明显的屈服现象当扭矩继续增加使横截面大部分区域的切应力均达到剪切屈服点时，试样会表现出明显的屈服现象，此时的扭矩比真实的屈服扭矩要大一点，对于破环扭矩也会有同样的情况低碳钢试样和铸铁试样的扭转破环断口形貌有很大的差别断面是最大切应力作用面，断口较　　和　　为平齐，可知剪切破坏，图2所示为铸铁试样的断面是与试样轴成45度角的螺旋面断面是最大拉应力作用面，断口较为粗糙，因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏　　四、实验步骤　　低碳钢的扭转实验步骤　　首先测量试样直径d在试样上安装扭角测试样装置，将一个定位环套在试样(来自:写论文网:金属扭转实验报告)的一端，装上卡盘，将螺钉拧紧。

再将另一个定位环套在试样的另一端，装上另一个卡盘，根据不同的试样标距要求将试样搁放在相应的V型块上，使卡盘与V型块两端紧贴，保证　　卡盘与试样垂直，将卡盘上的螺钉拧紧　　接着将试样机两端夹头对正将已装扭角测试实验装置的试样的一端放入从动夹头的夹口间，将试样加紧，进行扭矩清零操作，推动移动支座，使试样的另一端进入主动夹头间，进行试样保护，从而消除夹持扭矩，并清零扭角　　进入电子扭转实验机应用软件，选择低碳钢扭转实验方案，按软件运行键，开始实验，记录多级等增量加载实验数据试样被扭断后停机，去下试样，注意观察试样破坏断口形貌铸铁扭转实验步骤　　铸铁扭转实验步骤与低碳钢扭转实验步骤相同只因铸铁是脆性材料，只需记录破坏荷载数据，无需安装扭角测量装置　　五、实验数据记录及处理　　实验记录及数据处理目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。