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《金屬材料扭轉實驗及彈性模量的測量.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、10姓名：鐘燕平_學號：5902411050專業(yè)班級：本碩111班班級編號：S088實驗時間-14時00分第9星期三「座位號：—教師編號：成績：金屬扭轉破壞實驗、剪切彈性模量的測定一、實驗目的和要求X測定低碳鋼的剪切屈服點耳、抗剪強度q和鑄鐵的抗剪強度『訂觀察扭矩戶扭轉角曲線(八?曲線人2、觀察兩類材料試樣扭轉破壞斷口形貌，井進行比較和分析。3、測定低碳鋼的剪切彈性模景＜7。4、驗證圓截面桿扭轉變形的胡克定律二實驗設備和儀器K微機控制扭轉試驗機.2＞游標卡尺。3、裝夾丁具&三、實驗原理和方法遵照國家標準(GB/T10128-1988)
2、采用圓截面試樣般扭轉試驗，可以測走各種工程材料在純剪切情況下的力學性能*如材料的剪切屈服點兀和抗剪強度兀等*圓截面試樣須按上述國家標準制成(如圖4“所示h試樣兩端胸夾持段銳削，為平面，這樣可以有效地防止試驗時試樣在試驗機卡頭中打滑.10試驗機軟伸的繪圖系統(tǒng)可繪制扭矩_扭轉角曲線，簡稱叛轉曲線（圖4?2冬b中的廠"曲線兒從圖4?2a可以看到，低碳鋼試樣的扭轉試驗曲線由彈性階段（加段八屈服階段Sb段）和強化階段段）構成，但屈服階段和強化階段均不像拉伸試驗曲線中那么明顯。由于強化階段的過程很長，圖中只繪出其開始階段和最后階段，破壞時實驗段的
3、扭角可達10n以上1010a）低碳鋼占橫截面絕大部分的內(nèi)層沒有明顯的屈服現(xiàn)象。當扭矩試樣會表現(xiàn)出明顯的屈服b）鑄鐵圖所示的鑄鐵試樣扭轉曲線可近似的視為直線（與拉伸曲線相似，沒有明顯的直線段），試樣破環(huán)時的扭轉形變比拉伸時的形變要明顯的多。從扭轉試驗機上可讀取的試樣的屈服扭矩Ts和破環(huán)扭矩Tb。由〕：廠.21和抵=人/附寸計算材料的屈服剪切點和抗剪切強度。需要指出的是，對于塑形材料，采用實心圓截面試樣測量得到的屈服點和抗剪強度，高于薄壁圓環(huán)截面試樣的測量值，這是因為實心園截面試樣扭轉時橫截面切應力分布不均勻所致。當園截面試樣橫截面的最外
4、層切應力達到剪切強度屈服點時,應力仍低于彈性極限，因此此時試樣仍表現(xiàn)為彈性行為，繼續(xù)增加使橫截面大部分區(qū)域的切應力均達到剪切屈服點時,10現(xiàn)象，此時的扭矩比真實的屈服扭矩要大一點，對于破環(huán)扭矩也會有同樣的情況。低碳鋼試樣和鑄鐵試樣的扭轉破環(huán)斷口形貌有很大的差別斷面是最大切應力作用面，斷口較為平齊，可知剪切破壞，圖2所示為鑄鐵試樣的斷面是與試樣軸成45度角的螺旋面斷面是最大拉應力作用面，斷口較為粗糙，因而是最大拉應力造成的拉伸斷裂破壞。材料的剪切彈性模量G遵照國家標?(GB/T!OI28—1988河由圓截面試樣的扭轉試驗測定*在彈性范圍
5、內(nèi)進行圓截而試樣扭轉試驗吋，扭矩與揺轉角之間的關系符合扭轉變形的胡克矩律①切式中「廠磁/32為截面的極慣性矩。半試樣長度！和極慣性矩厶均為已知時，貝要測取扭矩堆量#廠和相應的扭轉角增量0念、可由式計算得到材料的剪切彈性模疑*實驗通常采用多級籌増量加載法，這樣不僅可以避免人為讀取數(shù)搦產(chǎn)生的誤卷而且可嘆通過每次載荷増量和扭轉角增就驗證扭轉變形的胡克定律，注意到三個彈性常數(shù)殆扯，G之間的關系6=亠「由材料手冊査得材料的彈性模杠和泊松比廠計算得到材料的剪切彈性模量G,,如將計算值取作真值，可將測試得到的G值與q,值進行比較，檢驗測試誤差。四、
6、實驗步驟(1)低碳鋼的扭轉實驗步驟首先測量試樣直徑d在試樣上安裝扭角測試樣裝置，將一個定位環(huán)套在試樣的一端，裝上卡盤，將螺釘擰緊。再將另一個定位環(huán)套在試樣的另一端，裝上另一個卡盤，根據(jù)不同的試樣標距要求將試樣擱放在相應的V型塊上，使卡盤與V型塊兩端緊貼，保證卡盤與試樣垂直，將卡盤上的螺釘擰緊。接著將試樣機兩端夾頭對正。將已裝扭角測試實驗裝置的試樣的一端放入從動夾頭的夾口間，將試樣加緊，進行扭矩清零操作，10推動移動支座，使試樣的另一端進入主動夾頭間，進行試樣保護，從而消除夾持扭矩，并清零扭角。進入電子扭轉實驗機應用軟件，選擇低碳鋼扭轉
7、實驗方案，按軟件運行鍵，開始實驗，記錄多級等增量加載實驗數(shù)據(jù)試樣被扭斷后停機，去下試樣，注意觀察試樣破壞斷口形貌。（2）鑄鐵扭轉實驗步驟鑄鐵扭轉實驗步驟與低碳鋼扭轉實驗步驟相同。只因鑄鐵是脆性材料，只需記錄破壞荷載數(shù)據(jù)，無需安裝扭角測量裝置。五、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理實驗記錄及數(shù)據(jù)處理低碳鋼/mm鑄鐵/mm截面d平均d最小d截面d平均d最小d9.869.869.839.909.909.909.869.909.849.849.929.929.849.929.849.839.940.9.939.829.92材料低碳鋼鑄鐵10試樣尺寸nd33d
8、=9.86mm,W°==188.2mmp16兀d33d—9.90mm,Wp——190.5mmp1610(1)鑄鐵數(shù)據(jù)記錄T/NM5.0969.91215.04619.93025.40330.00635.083扭角0.62
