金属的扭转实验(1900字)

发表于:2020.10.25来自:www.fanwen118.com字数:1900 手机看范文

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?s与扭转强度极限?b

2、 测定铸铁的扭转强度极限?b

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。

金属的扭转实验

图2-21 圆形扭转试样图

金属的扭转实验

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10 mm,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(两端部)的形状和尺寸应根据扭转试验机夹头的 1

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。

(1)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(保持恒定)而扭转角增加时的扭矩为屈服扭矩Ts。如图2-22(a)所示。

(2)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(回转)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(b)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.

金属的扭转实验

金属的扭转实验

金属的扭转实验

2

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(剪)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(剪)断。脆性材料铸铁的抗压、抗切(剪)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。

金属的扭转实验

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

3

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

( 所选试件尺寸:

四、低碳钢扭转屈服点、抗扭强度计算:

铸铁的扭转强度计算:

4 )




第二篇:材料力学金属扭转实验报告(附图)

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告

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