试验三圆轴扭转试验

1、实验三圆轴扭转实验、实验目的1、在比例极限内验证扭转虎克定律，测定低碳钢的剪切弹性模量G。2、观察低碳钢的扭转破坏现象，并测定其剪切屈服极限T。和剪切强度极限Tb。3、观察铸铁的钮转破坏现象，并测定其剪切强度极限Tb。、实验设备1、游标卡尺2、扭转测G仪10,3、固定支座6、右横杆9、力臂10、砝码1、左横杆2、左悬臂杆4、试样5、百分表7、右悬臂杆&右转动支座技术规格1、试样:直径d=10mm标距：Le=60-150mm可调材料:A3钢2、力臂：长度a=200mm产生最大的扭矩T=4Nm3、百分表：触点离试样曲线距离b=100mm放大倍数K=100/格/mm4、法码：4块，每块重5N

2、;砝码托作初载荷，To=0.26Nm，扭矩增量T=1Nm5、自重（不包括砝码）：3kg36、外形尺寸：264X250X250mm7、精度：误差5%3、K-50型扭转试验机这种试验机由加载、测力、测扭转角和自动绘图四部分构成。试验机的外形见图其传动系统如图11所示。1«貰議评/严沁&立谢力崖盘央摘廿/变速袖一詩開砒盘MfexhLh侮二斗丄宙韵危荷擁杆2包动护图毋址播动籍号传动主挺日Jr11Tnrrn崔斤占羊盛衲$耶卒号诞I31ZJ/皿电前st2測由度盘及稻曲,Ff3T/（話动夹头图11K-50型扭转型试验机传动系统在剪切比例极限内，扭矩M和扭转角$间保持正比关系，其公式为二ML

3、申=GIP式中Ip为圆载面的极惯性矩，L为标距。现测E实验相同，采用等量加载法逐级加载，如每次增加相等的扭矩厶M，扭转角的增量厶$基本相等，这就验证了扭转虎克定律。根据测得的各级扭转角度$，则由上式可算出剪切弹性模量：严AA/AG=2、低碳钢扭转时力学性能的测定试件受扭转时，试验机可自动绘出扭矩和扭转角的关系曲线M-$曲线。图12所示为低碳钢的扭转图。在试件受扭的初始阶段，扭矩M与扭转角$成正比关系，即M-$图的直线部分。当材料进入屈服阶段时，扭矩M突然下降，测力指针几乎不动或摆动，指针摆动的最小值即为屈服扭矩Ms。随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件破坏。因扭转时试件无颈

4、缩现象，所以M-$曲线一直上升而无下降，试件破坏时的扭矩即为最大扭矩Mb。根据国家标准GB10128-88规定；扭转屈服极限ts及扭转条件强度极限tb分别为，齐，bWp式中齐二卸'是试件的抗扭截面模蛊(1) 加载部分试件装夹于活动夹头1和固定夹头2之间，两夹头间的距离可通过调距手柄3调整。手摇加载：转动手摇柄6，带动变速箱7中的蜗轮蜗杆转动，经传动轴8传动箱18驱动活动夹1旋转，使试件受扭。电动加载：取下手摇柄6，按下电动机开关9,起动电机10,经变速箱7中的齿轮、蜗轮蜗杆以及传动主轴8传递，试件便获得快速加载。(2) 测力部分固定夹头2与摆杆11安装在同一轴上，当试件受扭时，扭矩通过

5、固定夹头使摆杆11抬起，摆锤13的重力矩与试件所受的扭矩始终保持平衡，因此摆锤力矩就是试件所受之扭矩。摆杆11抬起时推动测力度盘12下面的齿条，从而使测力指针转动，指示出试件所受扭矩的大小。更换摆锤的重量可得到测力度盘的三种量程，0100Nm、0200Nm、0500Nm。(3) 测扭转角传动主轴8除带动活动夹头1转动外，还带动另一端的测角度盘15转动，度盘上的刻度便指示出试件扭转角的大小。度盘量小刻度为1°,因此只适用于测量大变形。测量度盘上还附有一个计数器，可以指示出试件扭转的总圈数。（4）自动绘图自动绘图器17的笔夹由推动测力指针的齿条带动，而绘图圆筒则与传动主轴8联动，因此能自

6、动绘出M-$曲线，纵坐标为扭矩M，横坐标为扭转角$。三、试件圆轴承受扭矩时，材料处于纯剪应力状态，因此常用扭转试验来测定不同材料在纯剪作用下的力学性能。国家标准金属室温扭转试验方法GB10128-88规定，扭转试件可采用圆形截面，也可采用薄壁管，并且推荐，对于圆形截面试件，采用直径d=10mm,标距L=50mm或L=100mm，本试验采用圆形截面试件。四、实验原理1、测定低碳钢的剪切弹性模量G低碳钢试件的破坏断面与轴线垂直，断口平齐，有回旋状塑性变形痕迹，这表征试件破坏是在剪应力作用下引起切断的结果。2、铸铁扭转时力学性能的测定铸铁的扭转曲线如图13所示，从开始受扭至破坏，变形很小，M-$曲线

7、上近似为一直线，试件破坏时扭矩为Mb,则扭转强度极限。铸铁试件的破坏断面与轴线成的脆性断口。45°螺旋面，断面呈晶料状，这是在正应力作用下形成1I!/1:Z五、实验步骤1、桌面目视基本水平，把仪器放到桌上（先不要加砝码托及砝码）。2、调整两悬壁杆的位置大致达到选定标距。固定左悬臂杆，再固定右悬臂杆，调整右横杆，使百分表触头距试样轴线距离b=100mm，并使表针予先转过10格以上。Bb值可不调，而按实际测值计算。3、用游标卡尺准确测量标距，作为实际计算用。4、挂上砝码托，记下百分表的初读数。5、分4次加砝码，每加一块，记录一次表的读数。加砝码时要缓慢放手。6、卸装砝码。测G实验结束。7

8、、开始扭转破坏实验。选择合适的测力盘，并配置相应的摆锤。调整测力指针，对准零点。8、将试件装入试验机夹头内。9、用手摇缓慢加载，逐级增加载荷，直到低碳钢屈服极限，记下屈服极限值。10、根据低碳钢的剪切强度极限tb,估计最大扭矩Mb，选择合适的测力度盘。调整好自动绘图器，将测角度盘调零。手摇缓慢加载，注意观察测力指针的转动情况下，当指针停顿或后退时记下主动指针摆动的最小值即为Ms。经过屈服阶段后，可用电动快速加载直到剪断为止，停机，记下从动指针所指数值即为Mb，同时记下总扭转角$的数值。11、安装铸铁试件，手摇缓慢加载至试件断裂，记录最大扭矩Mb和总扭转角$。六、注意事项1、电动加载时，要先取下手摇柄。2、试件要夹紧，以防开车后打滑。3、试验过程中不得触动摆锤。圆轴扭转实验报告、低碳钢剪切弹性模量G的测定试件直径d=mm标距L=mm触点离试件长度b=mm实验记录扭矩（Nm）百分表读数H（格）读数差H（格）百分表平均读数差H平均=（格）扭转角增量=-如鱼=(rad)b100'极惯性矩32扭矩增量丽(N*m)剪切弹性模MG-w=(GPa)44二、扭转破坏实验实验数摇记录表材料直径d(nun)抗扭截面模量Wp屈服扭矩Ms(Nm)掠大扭