S2扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)講解

扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械教研室扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)歡迎親愛(ài)的同學(xué)們進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)大家都吃過(guò)面食麻花，但你見(jiàn)過(guò)金屬桿件被扭成麻花直至扭斷嗎？通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)低碳鋼和鑄鐵也能被試驗(yàn)機(jī)像麻花般扭斷；那么，其中的力學(xué)性能如何？讓我們一起探究吧……Let‘sgo!（這是一次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合本講微課了解實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)大家認(rèn)真聽(tīng)指導(dǎo)老師講解操作方法和步驟，務(wù)必注意安全扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形情況。2、測(cè)定低碳鋼扭轉(zhuǎn)時(shí)的屈服極限τs、強(qiáng)度極限τb；及鑄鐵扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度極限τb。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)游標(biāo)卡尺

扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的試件與拉伸試驗(yàn)的試件基本相同，圓形，中間部分直徑小、兩端大，如下圖所示。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB10128—88的規(guī)定，其標(biāo)距部分直徑d0=10mm±0.05，標(biāo)距分別為50mm或100mm，平行長(zhǎng)度L0分別為70mm或120mm。為了觀察試件在加載過(guò)程的變形情況，在試件表面劃有縱向直線。實(shí)驗(yàn)試件實(shí)驗(yàn)原理及現(xiàn)象

由于各種材料有不同的抗拉或抗剪的性能，因而破壞情況亦將不同，試件受扭時(shí)，低碳鋼的抗拉能力大于抗剪能力，故試件斷口平直且垂直于試件的軸線，它是由剪應(yīng)力作用沿橫截面被剪斷，而鑄鐵的抗拉能力較抗剪能力弱，扭轉(zhuǎn)變形較小時(shí)即斷裂，它的斷面與試件軸線成45°角，呈螺旋狀，這是拉應(yīng)力作用下的破壞，脆性材料常見(jiàn)這種斷口。以上所述如下圖所示：實(shí)驗(yàn)原理及現(xiàn)象

顯然這兩種典型材料在純扭轉(zhuǎn)時(shí)，由于材料的韌脆程度不同，其扭轉(zhuǎn)曲線、破壞方式和破壞原因以及強(qiáng)度指標(biāo)都有很大的差異。而同種材料在不同受力形式下實(shí)驗(yàn)，由于應(yīng)力狀態(tài)不同，其變形過(guò)程，斷裂方式及破壞原因也會(huì)不同。如鑄鐵扭轉(zhuǎn)時(shí)，雖然也表現(xiàn)為脆性，而塑性變形較拉伸時(shí)稍大，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如壓縮時(shí)明顯。T-φ曲線圖低碳鋼扭轉(zhuǎn)曲線鑄鐵扭轉(zhuǎn)曲線計(jì)算公式低碳鋼材料受扭時(shí)，其屈服極限

強(qiáng)度極限

鑄鐵材料受扭時(shí)，其強(qiáng)度極限其中，為抗扭截面系數(shù)，為屈服扭矩，為斷裂扭矩。1．測(cè)量試件截面尺寸，計(jì)算其抗扭截面系數(shù)。

（按實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐瓿蓤?bào)告）2．描述扭轉(zhuǎn)斷口特點(diǎn)。3．計(jì)算低碳鋼的屈服極限、強(qiáng)度極限；及鑄