低碳钢铸铁扭转实验

1、低碳钢、铸铁扭转试验,地质工程实验中心,（实验项目三）,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,1、试验目的,1、掌握扭转试验机操作。 2、低碳钢的剪切屈服极限s。 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限b。 4、比较低碳钢和铸铁在扭距的作用下变形规律和破坏现象的不同,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,2、仪器设备,一) 硬件,、ND-1000C 型扭转试验机,试件,主机,试验机夹具采用定位套定位，螺钉带动滑块加紧的夹持方式，能够使试样保持良好的同轴性，夹持可靠，装夹极为方便。,2

2、、仪器设备,ND-1000C 型扭转试验机结构示意图,ND-1000C 型 扭转试验机是一种对金属或非金属材料试样进行扭转试验的测量仪器设备。,2、仪器设备,二) 软件,1、xperttest 试验软件,a、控制方式 位移：角度、转速。 荷载：弯 距 几种方式可任意互换。 b、加载方式 加载、卸载、保持；可任意互换。 c、数据采集 主控信号： 弯距、 角度、时间。 采集方式：连续、间隔。,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,、试验原理,1、低碳钢扭转实验,实验前，用游标卡尺测定试件的直径d。 在加载过程中，可用机器的记录装置绘出T-

3、图。在比例极限内， T与成线形关系。横截面上切应力首先到达沿半径分布如图a,随着T的不断增大，横截面边缘处形成环行塑性区首先达到剪切屈服极限s如图b，但中心部位仍然弹性的，所以T仍可以增加， T与的关系成为曲线。直到整个截面几乎都是塑性区如图c,T与出现屈服平台，T数据上下轻微波动，相应的扭矩为Ts，则Ts与s的关系：,s =,s,Wt,Wt =,d,16,3,抗扭截面系数,、试验原理,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，试样的纵向画线变成螺旋线。直至扭矩到达极限b,试样被扭断。,b =,b,Wt,与b相应的剪切强度极限b 人约定公式计算：,扭矩和扭角示意图,、试验原

4、理,2、铸铁扭转实验,实验前，用游标卡尺测定试件的直径d。 由于铸铁是脆性材料，受扭时变形很小就突然断裂。其中T-图接近直线，如把它作为直线， b 可以按线弹性公式计算即,扭矩和扭角示意图,记录下铸铁断裂时的最大扭矩b，计算其拉伸剪切强度极限：,由于脆性材料一扭就断其断口形状为45,b =,b,Wt,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,4、试验操作及步骤,一) 扭转 试件,1试样的加工 按下图进行试样的加工，注意将夹持段加工成断面图所示的形状，且保证两端平面部分平行。,低碳钢、铸铁扭转试样,4、试验操作及步骤,二) 设计实验程序,1

5、、实验操作 界面 主要是对扭转试验机运行宏观控制，及试验结果及图象的观察。,实验按扭组,输入表,通道显示窗口,4、试验操作及步骤,2、试验条件界面 这个界面是试验方案界面，定义试验名称和方案，以备查找数据用。,通过试验条件,4、试验操作及步骤,2、试验条件界面 这个界面是计算项目界面，主要为计算项目做准备。,4、试验操作及步骤,2、试验条件界面 这个界面是试样输入界面，主要输入试验试样的尺寸。,4、试验操作及步骤,2、试验条件界面 这个界面是控制参数界面，主要是控制方式和控制参数的设定。,4、试验操作及步骤,试验步骤 1.测量试样尺寸 在试件两端及中部位置，沿两个相互垂直的方向，测量试样直径，

6、以其平均值计算个横截面面积。 在试样上面划一条直线，以观察其试样扭转时，试样的变化。电源接通，启动计算机并先运行试验机软件。 旋转螺钉将滑块调到适当的位置，选择合适的定位套，放入两夹头内。 将试样一端装入静夹头，旋紧夹紧螺钉，对试样进行初夹紧，推动尾座到适当位置。,设定转速，按“正转”或“反转”按钮转动主动夹头到合适的位置（即与静夹头处于同一角度位置），将试样另一端装入动夹头，旋紧夹紧螺钉，试样两端交替进行，最终将试样可靠夹紧。 将试样夹紧后,既可开始准备做试验。 7.打印：可打印试验报告、扭矩转角曲线。 8.关机顺序为：退出试验程序，关闭主机电源，关闭EDC测控系统电源，关闭计算机。,4、试验操作及步骤,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,5、成果整理,1、原始数据,低碳钢平均直径:R =10.0 mm 抗扭截面系数:Wt 铸铁平均直径: R =10.0 mm 抗扭截面系数:Wt 铸铁: 剪切强度极限： 低碳钢:剪切屈服极限： 剪切强度极限:,2、计算结果,5、成果整理,3、扭距和转角曲线,1、试验目的 2、仪器设备 3、试验原理 4、试验操作及步骤 5、成果整理 6、思考题目,提 纲,6、思考题目,1、比较低