扭转实验
1、实验目的
测定材料在扭转破坏时的剪切流动极限，剪 切强度极限，为 在扭转情况下工作的转轴提供设计依据。
2、实验原理
扭转试样一般为圆截面。低碳钢试样扭转时，在表面上画上两条纵向线和两条圆周线，以观察扭转变形。低碳钢在比例极限内，T 与Ф成线性关系。横截面上的切应力沿半径线性分布。随着T 的增大横截面边缘处的切应力首先到达剪切极限 ?S，而且塑性区逐渐向圆心
扩展，形成环形塑性区。但中心部分仍然是弹性的，所以 T 仍可以增加，T 和Ф的关系成为曲线。直到整个截面几乎都是塑性区，在 T- Ф上出现屈服平台，示力度盘的指针基本不动或轻微摆动，相应的扭矩为TS。如认为这时整个圆截面皆为塑性区，则 TS 与?S的关系为
TS?43Wt?s或?s?3?Ts4Wt
式中 Wt??d163为抗扭截面系数。
过屈服阶段后，材料的强化使扭矩又有缓慢的上升。但变形非常显著，试样的纵向线变成螺旋线，直至到达极限值 Tb,试样被扭断。与Tb相应的剪切强度极限?b 仍约定由下面公
式计算，
?b?3?Tb4Wt
铸铁试样受扭时，变形很小即突然断裂。其T-Ф图接近直线，剪切强度极限?b可按线弹性公式计算，即?b?TbWt
3、实验仪器设备：NJ-100B 扭转实验机；0～150mm 游标卡尺
4、实验步骤：
用游标卡尺测量标距截面的直径；在低碳钢试样表面画一条纵向线；根据试样的有效面积估算最大扭矩，然后转动量程手轮选好度盘，接通电源调指针指零；根据试样大小选定夹块和衬套大小，然后装试件，此时指针不在零点调电机手轮；选定主动夹头转速，把开关拨到 0~360°/分档，将从动针转至与主动针重合；根据选好的旋向按下“正”或“反”按钮，
拧动多圈电位器，加载速度低碳钢和铸铁在屈服前用低速，而后用高速。低碳钢要测出下屈服扭矩 TS 、最大扭矩Tb ，铸铁要测出最大扭矩 Tb ；断裂后停机，记下被动针指出的数值和刻度环上的扭转角，整圈数螺线；把扭断的试件对起来，量一下长度 L1 和直径ｄ1 ,把数据填入表中。
5、实验数据及其处理
（1）试样尺寸：低碳钢； 铸铁
（2）实验数据及计算结果
低碳钢：根据测出的屈服扭矩和最大扭矩按下式计算出试件的屈服极限、强度极限。 ?s?3?Ts4Wt ( MPa)
?b?34Wt?Tb( MPa) Tb
Wt铸铁：根据测出的最大扭矩，按下式计算出试件的强度极限?b?
6、问题讨论
（1）碳钢扭坏时先从哪个地方坏的？
（2）铸铁的断口呈什么形状？为什么呈这样的形状？
（MPa）
第二篇：材料力学扭转实验报告
黄河科技学院力学实验报告
实验名称 扭转实验
一、 实验目的
二、 实验仪器与实验材料
三、 实验步骤记录
1. 测量计算试件相关原始数据
2. 观察试件变形 实验前：
实验后：
黄河科技学院力学实验报告
3. 记录实验所得数据
4. 绘制低碳钢和铸铁扭转时的变形曲线
（1）低碳钢扭矩图 （2）铸铁扭矩图
四、 实验结果分析
1. 低碳钢和铸铁扭转时变形和破坏情况有何不同？试分析其破坏原因。
2. 在实验中是怎样验证扭转虎克定律的？怎样测定和计算G？
指导老师签字 日期： 年 月 日