土木工程10级材料力学实验报告

实验编号 ___ 仪器台号__________实验日期___________

报告分数__________报告人___________ 小组成员__________

书写报告要求:字迹清楚、工整（铅笔无效）、用绘图工具画图

一、实验名称 扭转实验

二、实验目的

(1) 了解扭转试验机的构造、原理和操作，

(2) 测定材料的扭转屈服极限以及扭转强度极限，

三、实验仪器名称、型号、编号

1、扭转试验机，

2、 刻度机，游标卡尺等附件。

四、实验步骤简述（不够可加页，要求画出必要的示意图，解释计算公式中各量的含义并写明单位）

1、试件长度：

圆形截面试件，直径

L?L0?2d0。

2、 d0?10mmL0?50mm ,标矩 或者100 mm,平等段长度

1

五、实验原始数据记录（教师当堂签字方可有效）

(1) 将实验数据以表格形式给出.

(2) 试件的屈服极限?s 及扭转强度极限?b ，扭转角按下式计算:

?s?MSWp ?b?MbWp ??MtL0GIp， Wp??16d 3

(3) 计算扭转角，绘制试件的扭转图及断口示意图,并分析破坏原因.

六、课堂分数、教师签字

七、回答问题

(1) 根据拉伸、压缩和扭转3种实验结果，从载荷变形-曲线、强度指示及试件上一点的应力状态图和破坏断口等方面综合分析材料（低碳钢或铸铁）的机械性质；

(2) 铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭力的方向有无关系?为什么?

2

九、本次实验的体会

3

第二篇：扭转实验报告

浙江大学材料力学实验报告

（实验项目：扭转）

1.         验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。；

2.         测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限。

3.         比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。

二、设备及试样：

1.      扭转试验机,如不进行破坏性试验,验证变形公式合测定G的实验也可在小型扭转试验机装置上完成；

2.      扭角仪；

3.      游标卡尺；

4.      试样，扭装试样一般为圆截面。

三、实验原理和方法：

1、测定切变模量G

   A、机测法：，其中，为百分表读数，为圆截面的极惯性矩；

选取初扭矩To和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To到Tn分成n级加载，每级扭矩增量为，每一个扭矩Ti都可测出相应的扭角i，与扭矩增量对应的扭角增量是，则有，i=1,2,3,…n,取Gi的平均值作为材料的切变模量即：        ，i=1,2,3,…n；

   B、电测法：，应变仪读数为，为抗扭截面系数；

选取初扭矩To和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To到Tn分成n级加载，每级扭矩增量为，每一个扭矩Ti都可测出相应的读数_i，与扭矩增量对应的读数增量是，则有，i=1,2,3,…n,取Gi的平均值作为材料的切变模量即：        ，i=1,2,3,…n

2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限

   对于低碳钢：，

而对于铸铁，变形很小即突然断裂，可按线弹性公式计算，即 

四，实验数据记录计计算结果

     1、切变模量G试验试样尺寸及有关参数

      =1.96×10^-7 m³

         =9.81×10^-10 m⁴

2、切变模量G试样结果

     

3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τ_b的测定结果

五、实验总结报告：

  通过实验得到以下体会：

1.         圆轴扭转的平面假设不但使理论推导变得简单，而且也符合试验结果，以低碳钢扭转试验为例，在低碳钢扭转变形而又不断裂的情况下，横向划线基本没有什么变化，而纵向划线成为螺旋线，且螺旋线逐渐接近，直至断裂，从实验的角度证明了平面假设；

2.         铸铁与低碳钢在断裂时的断裂面不同，低碳钢沿横截面断裂，而铸铁沿45^o螺旋面断裂；

3.         对物理现象过程的分析具有重要意义，过程不同得出的结果甚至计算公式都不同，例如低碳钢和铸铁的断裂过程不相同，剪切强度极限τ_b的计算公式不尽相同。

4.         从理论研究中作出合理的假设，再在试验中进行验证，从而证明假设的正确性，这是理论研究中常用的思想方法，值得我们在以后的学习中体会，借鉴。

六、思考题

   1、由，得=31.36 N·m，由于在测G时，要在其弹性阶段内，所以Tn最大只能取31.36 N·m；

   3、明显的区别在于：低碳钢拉伸实验中进入塑性变形阶段到破坏的全过程经历了屈服阶段，强化阶段和局部变形阶段三个阶段，而低碳钢扭转实验中横截面的边缘处先形成环形塑性区，再逐渐向圆心扩展，直到整个截面几乎都是塑性区，直致断裂，但没有几个阶段的划分。