山东大学材料力学实验指导之实验4 扭转实验_第1页
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文档简介

1、实验4 扭转实验在实际工程机械中，有很多传动轴是在扭转情况下工作，设计扭转轴所用的许用剪应力，是根据材料在扭转破坏实验时，所测出的剪切流动极限，或剪切强度极限而求得的。一、实验目的要求）低碳钢的剪切流动极限、剪切强度极限、及铸铁的剪切强度极限。）观察断口情况，进行比较和分析。二、实验设备和仪器扭转试验机、划线仪、游标卡尺等三、扭转试件根据国家标准，一般采用圆截面试件，标距，标距部分直径。如图4-1所示。图4-1四、实验方法与步骤1、低碳钢试件的扭转：）试件的准备：在试件标距内的中间和两端三处测量直径，取最小值作为直径尺寸，计算抗扭截面系数。）试验机的准备；首先了解扭转机的基本构造原理和操作方法

2、，学习掌握扭转机的操作规程。根据材料性质，初步估所需最大扭矩，选择合适的测力表盘，配置相应的摆锤，测力指针调到“零点”。图4-2图4-3）进行实验：将低碳钢试件装夹到试验机上，用“手动”对试件缓慢均匀地加扭矩，加在试件上的扭矩和扭转角的关系曲线，如图4-2所示。当扭矩增加到点，（即）时，图4-2中段为直线，表明此阶段内载荷与试件变形之间成比例关系，扭矩超过后。试件截面的外缘外处，材料发生流动形成环形塑性区，同时图曲线稍微上上升，达到点趋于平坦，这时测力指针几乎不动，这说明塑性区已扩展为整个截面，材料发生流动，记录下此时的扭矩。在达到时，假定截面上各点的剪应力同时达到流动极限（理想塑性），断面上

3、均匀分布，从而推导计算流动极限的近似公式如下：因式中是常数，所以故屈服极限，式中：若试件继续变形，材料进一步强化，当达到上的点时，试件破坏，扭矩表盘上的指针可读出最大扭矩，与屈服时的塑性变形过程相似，可得试件断裂后，立即关闭机器，取下试件。2、铸铁试件的扭转：图4-4铸铁的扭转实验方法与步骤与低碳钢相同，因铸铁扭转在变形很小的情况下就被扭断，铸铁的曲线如图4-4所示由图可知，铸铁扭转由开始直到破坏近似一直线，其剪切强度极限因铸铁试件在断裂前呈脆性破坏，故可近似应用弹性公式计算五、注意事项：）用手动变电器加扭矩时，一般将手摇柄取下，以免发生事故。）在变速进，一定先停车，后调矩。）试件在夹紧时，用手搬套筒搬手，而不要产生冲力。）铸铁扭转时，要加防护罩，以免破碎试件飞出打伤人。六、

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