3-5 扭转试验报告模版(2600字)

发表于:2020.10.2来自:www.fanwen118.com字数:2600 手机看范文

实验五 低碳钢、铸铁扭转试验和G值测量

工程上的构件除了受到拉伸、压缩、剪切的载荷作用外,还受到扭矩的作用,像电机、发动机的轴,以及一些曲杆构件,它们都承受着扭矩荷载的作用。为了更好设计这些构件,必须掌握材料在扭矩作用下的力学性能。因此进行材料的扭转试验是工程材料力学试验的重要内容之一。

一、试验目的

(1)测定低碳钢的切变模量G(也叫剪变模量,或剪切弹性模量)。

(2)测定低碳钢的剪切屈服极限?s和抗扭强度?b。

(3)测定铸铁的抗扭强度?b。

(4)比较低碳钢和铸铁的扭矩-转角曲线,以及破坏特征。

二、仪器设备与工具

(1)微机控制扭转试验机ND-500C,或其他扭转试验机。

(2)扭角仪。

(3)游标卡尺等。

三、试样

据国家标准《金属室温扭转试验方法》GB10128-88,圆形试样的形状和尺寸见图3-19。试样的头部及尺寸适合试验机夹持。推荐d0?10mm,l0?50或100mm,lc?70或120mm。如采用其他d0值,则lc?l0?2d0。

图3-19 圆形扭转试样

圆形试样尺寸的量测应在标距两端及中间处的2个相互垂直的方向上各测一次直径,取其算术平均值。采用测量扭矩、扭转角以确定切变模量G时,计算式中的极惯性矩Ip应按3处测得的直径的平均值计算。抗扭强度?b测定,剪切屈服点?s、?su、?sl测定,以及规定非比例扭转应力?p测定,所涉及到的截面系数W,则按在3处测得的平均直径中的最小值计算。

四、试验原理

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低碳钢的扭矩-扭角曲线见图3-20(a)。在弹性直线段,扭矩T作用下的扭转变形为:

??Tl0 (3-28) GIp

圆截面上的剪应力?的分布如图3-20(b)所示。

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?

(a) (b) (c) (d)

图3-20 扭转试验曲线及截面上的应力分布

1.切变模量G测定

根据国家标准,G的测定可用图解法,即根据记录的T??曲线,读取直线段上相应的扭矩和扭角增量,然后代入下式计算G值。

G??T?le (3-29) ???Ip式中le为安装扭角仪的标距。

除图解法外,还可用逐级加载法测定G。试验时,对试样施加预扭矩,预扭矩一般不超过预计的规定非比例扭矩Tp0.015的10%。安装上扭角仪,见图3-21,并调整读数,或记下此时的?角初读数?0,它与预加扭矩T0相对应。在弹性直线段范围内,取Tn为最大试验扭矩,将欲加之扭矩分为n等分,n≥5,即每级扭矩增量为:

?T?Tn?T0 (3-30) n

记录每级扭矩Ti?T0?i?T及对应的扭角?i,读取每对数据对的时间以不超过10s为宜。计算出平均每级扭角增量:

????(?inni??i?1)

???m?i?1

n?i?1?n??0

nn (3-31)

代入式(3-29),得

G?T?T0le?Tle??n? (3-32) ??mIp?n??0Ip

在测出各组Ti、?i值后,也可用最小二乘法求出G,做法与求E、?的方法相同,不再重复。

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以上是用测量扭角?的方法来确定G,除此之外,也可用电阻应变片测量应变的方法测出G值(沿与轴向成45?方向贴片),有兴趣的同学可自行推导其测试原理。

图3-21 扭角仪的安装 试件

2.低碳钢剪切屈服极限?s和抗扭强度?b测定

在加载的全过程中,可用计算机自动绘出T??曲线。在比例极限内,T与?成线性关系,横截面上的剪应力与剪应变?也成线性关系,见图3-20(b)。当T继续增大,横截面边缘的剪应力首先达到剪切屈服极限?s,T??曲线开始转弯。塑性区逐渐向圆心扩展,形成环形塑性区,而中心区仍是弹性的,见图3-20(c)。因此扭矩T仍可继续上升。当整个截面进入塑性区时,见图3-20(d),则T??曲线出现平台,这时相应的扭矩为Ts,并且:

4Ts??s?dA??sW 3A?

于是 ?s?3Ts (3-33) 4W

屈服阶段过后,随着扭角?在继续增加,扭矩T也在缓慢增加,这是材料强化所带来的效果。在这个阶段,试验之前画的纵向直线变成螺旋线。加载直至扭矩达到极限值Tb,试件被扭断,相应的剪切强度极限为:

3Tb (3-34) 4W?b?

这里应当指出,为使测定结果具有可比性,国家标准GB10128-88中,统一规定?s、?b以及规定非比例扭转应力?P的计算式为:

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Ts W (3-35)

T?b?b

W (3-36) ?s?

3.铸铁抗扭强度的测定 ?P?TPW (3-37)

铸铁属脆性材料,扭转变形很小时就被扭断,其T??曲线见图3-22,由于T??曲线近乎一直线,所以?b可按线弹性公式计算,即式(3-36)。

T图3-22 铸铁扭转试验曲线 图3-23 碳钢(左)、铸铁(右)扭转断口

五、试验步骤

(1)测量试件尺寸,方法如前所述。

(2)调整试验机夹头位置,装夹试件,转动夹头暂不夹紧,试件不受扭矩作用。

(3)进行计算机设置,选择扭矩、转角、量程和加载速度、输入文件名等,然后将T、?的初始读数置零。根据国标GB10128-88规定,试件屈服前扭转速度为6~30(o)/min,屈服后不大于360(o)/min。

(4)夹紧试件。

(5)点击“正转”,开始加载试验。对于低碳钢试件,首先做G值测试。然后记录T??曲线,注意Ts、Tb及总扭角?的值。对于铸铁试件,记录T??曲线,注意Tb及总扭角?的值。

(6)试件被扭断,试验机自动停机,计算机打印试验结果(Ts,Tb,?s,?b,?等)及T??曲线。

六、记录表格

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35扭转试验报告模版

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试件直径量测记录(mm)

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G值测量记录表

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七、讨论问题

(1)比较低碳钢和铸铁试件受扭破坏的断口,分析破坏原因。

(2)根据低碳钢、铸铁的拉、压、扭试验结果,综合分析这2种材料的力学性能。

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第二篇:实验3-报告模板 400字

FPGA设计与应用 串口通信实验报告

班级:

姓名:

学号:

日期: 年 月 日

哈尔滨工业大学电子与信息工程学院 FPGA设计与应用 实验指导书 实验性质:验证性

开课单位:电信院

一、实验目的 实验类型:必做 学时:2学时

1、了解串口通信的基本原理;

2、掌握锁相环的基本原理和使用方法;

3、掌握起始位和停止位的含义及实现方法;

4、掌握VHDL状态机的基本使用方法;

5、掌握基本的接口设计和调试技巧;

二、实验准备

2.1 串口通信原理(1分)

2.2 锁相环的基本原理(1分)

三、代码及测试

3.1程序及分析(2分)

3.2 SignalTap II波形测试结果(1分)

四、论述

若串口采用1位起始位,1位停止位,1位奇偶校验位的通信方式,试画出该串口发送数据XXH的波形图。其中XX代表学号的最后两位,例如学号最后两位为15的,就画出发送数据15H的波形图。(1分)

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