材料力学金属扭转实验
报告
公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
材料力学金属扭转实验报告 【实验目的】 1、验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。；测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限?b握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能； 2、绘制扭矩一扭角图； 3、观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异； 4、了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 【实验仪器】 仪器名称 游标卡尺 CTT502微机控制电液伺服扭转试验机 低碳钢、铸铁 【实验原理和方法】 1.测定低碳钢扭转时的强度性能指标 试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶矩的增加，当达到某一值时，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩Mes，低碳钢的扭转屈服应力为 式中：Wp??d3/16为试样在标距内的抗扭截面系数。 在测出屈服扭矩Ts后，改用电动快速加载，直到试样被扭断为止。这时测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩Meb，低碳钢的抗扭强度为 数量 1 1 各1 参数 0-150mm，精度0.02mm 最大扭矩500N·m，最大功率0.4kw 标准 对上述两公式的来源说明如下： 低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的Me??图如图1-3-2所示。当达到图中A点时，Me与?成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力?s，如能测得此时相应的外力偶矩Mep，如图1-3-3a所示，则扭转屈服应力为 经过A点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图1-3-3b所示。若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图1-7c所示的情况，对应的扭矩Ts为 图1-3-2 低碳钢的扭转图 （a） T?Tp （b）Tp?T?Ts （c）T?Ts 图1-3-3 低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布 由于Ts?Mes，因此，由上式可以得到 无论从测矩盘上指针前进的情况，还是从自动绘图装置所绘出的曲线来看，A点的位置不易精确判定，而B点的位置则较为明显。因此，一般均根据由B点测定的Mes来求扭转切应力?s。当然这种计算方法也有缺陷，只有当实际的应力分布与图1-7c完全相符合时才是正确的，对塑性较小的材料差异是比较大的。从图1-6可以看出，当外力偶矩超过Mes后，扭转角?增加很快，而外力偶矩Me增加很小，BC近似于一条直线。因此，可认为横截面上的切应力分布如图1-7c所示，只是切应力值比?s大。根据测定的试样在断裂时的外力偶矩Meb，可求得抗扭强度为 2.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标
材料力学金属扭转实验报告精编版
