工程力學實驗指導書(機制-材料-汽車)

1、工程力學實驗指導書主 編：高 波副主編：黃士濤 實驗一 金屬材料的拉伸實驗一、試驗目的1測定低碳鋼（Q235 鋼）的強度性能指標：上屈服強度（），下屈服強度（）和抗拉強度（）。2測定低碳鋼（Q235 鋼）的塑性性能指標：斷后伸長率（）和斷面收縮率（）。3測定灰鑄鐵（HT200）的強度性能指標：抗拉強度（）。4觀察、比較低碳鋼（Q235 鋼）和鑄鐵兩種材料的力學性能、拉伸過程及破壞現(xiàn)象。 5. 學習試驗機的使用方法。二、設備和儀器1WES-600S型電液式萬能試驗機。2Q235鋼和HT200鑄鐵試樣，游標卡尺，鋼直尺，劃線筆。圖1-2 低碳鋼的拉伸曲線圖1-1 試樣三、試樣國標GB/T228-2

2、002采用直徑d0=10mm（名義尺寸）的圓形截面長比例試樣。四、實驗原理1）低碳鋼（Q235 鋼）的拉伸實驗將試樣安裝在試驗機的上下夾頭中，連接試驗機和計算機的數(shù)據(jù)線，啟動試驗機對試樣加載，計算機自動繪制出載荷位移曲線。觀察試樣的受力、變形直至破壞的全過程。屈服階段反映在曲線圖上為一水平波動線。上屈服力是試樣發(fā)生屈服而載荷首次下降前的最大載荷。下屈服力是試樣在屈服期間去除初始瞬時效應（載荷第一次急劇下降）后波動最低點所對應的載荷。最大力是試樣在屈服階段之后所能承受的最大載荷。相應的強度指標由以下公式計算：上屈服強度（） ： （1-1）下屈服強度（）： （1-2）抗拉強度（）： （1-3）測量

3、斷后的標距部分長度和頸縮處最小直徑du，按以下兩式計算其主要塑性指標：斷后伸長率（）： （1-4） 式中為試樣原始標距長度，為試樣斷后的標距部分長度。斷面收縮率（）： （1-5）式中和分別是原始橫截面積和斷后最小橫截面積。圖1-3 移位法測定斷后標距移位法（亦稱為補償法）測定斷后的標距部分長度。在長段上從斷口O點起取長度基本上等于短段格數(shù)的一段得B點，再由B點起取等于長段所余格數(shù)（偶數(shù)）之半得C點（見圖1-3a）；或取所余格數(shù)（奇數(shù)）減1與加1之半得C與C1點（見圖1-3b）；移位后的L1分別為：AO+OB+2BC或者AO+OB+BC+BC1 。2）鑄鐵的拉伸實驗LFFmO圖1-4鑄鐵拉伸鑄鐵

4、拉伸時沒有屈服階段，斷口為平端口，只能測得其抗拉強度。據(jù)試樣所能承受的最大力值Fb，計算鑄鐵抗拉強度（）： （1-6）五、實驗步驟1測量試樣尺寸（1）劃線。在試樣兩端劃細線標志標距。（2）直徑。在試樣標距兩端和中間三個截面上測量直徑，每個截面在相互垂直方向各測量一次，取其平均值。用三個平均值中最小值計算試樣橫截面面積，數(shù)據(jù)列表記錄。（3）標距長度。量取標距計算長度。2開機打開試驗機及計算機系統(tǒng)電源。3實驗參數(shù)設置按實驗要術，通過試驗機操作軟件設量試樣尺寸等實驗參數(shù)。4測試 通過試驗機操作軟件控制橫梁移動對試樣進行加載，開始實驗。實驗過程中注意曲線及數(shù)字顯示窗口的變化。實驗結束后，應及時記求并保

5、存實驗數(shù)據(jù)。5實驗數(shù)據(jù)分析及輸出 根據(jù)實驗要求，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，通過打印機輸出實驗結果及曲線。6斷后試樣觀察及測量 取下試樣，注意觀察試樣的斷口。根據(jù)實驗要求測量試樣的延伸率及斷面收縮率 7關機 關閉試驗機和計算機系統(tǒng)電源。清理實驗現(xiàn)場將相關儀器還原。六、實驗結果處理1實驗原始數(shù)據(jù)記錄參考表1-1和表1-2填寫。表1-1 試樣原始尺寸材料原始標距（mm）原始橫截面直徑do(mm)原始最小橫截面積A0（mm2）IIIIII12平均12平均12平均低碳鋼100鑄 鐵表1-2 試樣斷后尺寸斷后標距 (mm)斷后縮頸處最小直徑du（mm）斷后最小橫截面積Au(mm2)12平均2實驗數(shù)據(jù)處理低碳鋼據(jù)

6、曲線（拉伸圖）和試樣屈服后所承受的最大力值Fb計算力軸（軸）每毫米代表的力值，進而確定上屈服力和下屈服力的大小。按公式（1-1）（1-3）計算上屈服強度、下屈服強度和抗拉強度。按公式（1-4）和（1-5）計算斷后伸長率 和斷面收縮率。鑄鐵據(jù)試樣所承受的最大力值Fb，按公式（1-6）計算抗拉強度。七、實驗報告要求1. 包括實驗目的，設備名稱、型號，實驗原始數(shù)據(jù)記錄（列表表示）與實驗數(shù)據(jù)處理，分析討論。2. 打印試驗機自動繪制的圖附于實驗報告內(nèi)。 3. 打印試樣斷裂后形狀圖片（可畫在數(shù)據(jù)記錄和處理欄內(nèi)）。用移位法測定或直接測量斷后收縮率的計算過程。八、思考題1.拉伸實驗可以測定哪些力學性能？2.Q

7、235鋼的拉伸過程的四個階段？3.鑄鐵試樣拉伸，斷口為何是平截面？實驗二 金屬材料的彈性模量實驗一、試驗目的1.測定金屬材料的彈性模量。 2.驗證胡克定律。二、設備和儀器1WES-600S型電液式萬能試驗機。2Q235鋼和HT200鑄鐵試樣，游標卡尺，鋼直尺，劃線筆。三、試樣國標GB/T228-2002采用直徑d0=10mm（名義尺寸）的圓形截面長比例試樣。四、實驗原理桿件承受軸向載荷時，在比例極限內(nèi)，應力與應變遵循胡克定律： （2-1）式中，為沿拉力方向的線應變（或稱縱向線應變），E為材料的彈性模量。同時試件的橫向線應變與縱向線應變之間存在著以下關系： （2-2）式中，稱為橫向變形系數(shù)或泊松

8、比。 （2-3）式中為試樣原始標距長度，為試樣斷后的標距部分長度。 （2-4）式中和分別是原始橫截面積和斷后最小橫截面積。五、實驗步驟1測量試樣尺寸（1）劃線。在試樣兩端劃細線標志標距。（2）直徑。在試樣標距兩端和中間三個截面上測量直徑，每個截面在相互垂直方向各測量一次，取其平均值。用三個平均值中最小值計算試樣橫截面面積，數(shù)據(jù)列表記錄。（3）標距長度。量取標距計算長度。2開機打開試驗機及計算機系統(tǒng)電源。3實驗參數(shù)設置按實驗要術，通過試驗機操作軟件設量試樣尺寸等實驗參數(shù)。 4測試 通過試驗機操作軟件控制橫梁移動對試樣進行加載，開始實驗。實驗過程中注意曲線及數(shù)字顯示窗口的變化。實驗結束后，應及時記

9、求并保存實驗數(shù)據(jù)。 5實驗數(shù)據(jù)分析及輸出 根據(jù)實驗要求，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，通過打印機輸出實驗結果及曲線。 6斷后試樣觀察及測量 取下試樣，注意觀察試樣的斷口。根據(jù)實驗要求測量試樣的延伸率及斷面收縮率 7關機 關閉試驗機和計算機系統(tǒng)電源。清理實驗現(xiàn)場將相關儀器還原。六、實驗結果處理1采用實驗一金屬材料拉伸的數(shù)據(jù)。2實驗數(shù)據(jù)處理計算彈性模量，采用方法最小二乘法或在曲線的直線段部分（彈性變形階段）選取N點（至少五個點以上）。表2-1 數(shù)據(jù)記錄12345（）（）（）（）七、實驗報告要求1. 包括實驗目的，設備名稱、型號，實驗原始數(shù)據(jù)記錄（列表表示）與實驗數(shù)據(jù)處理，分析討論。2. 試驗機自動繪制的圖附

10、于實驗報告內(nèi)。八、思考題1.試件尺寸、形狀對測定彈性模量和泊松比有無影響？為什么？2.觀察鋁材的彈性模量電測法。實驗三 金屬材料的壓縮實驗一、實驗目的1測定低碳鋼（Q235 鋼）的壓縮屈服點和鑄鐵的抗壓強度。2觀察、分析、比較兩種材料在壓縮過程中的各種現(xiàn)象。二、設備和儀器1WES-600S型電液式萬能試驗機。2Q235鋼和HT200鑄鐵試樣，游標卡尺，鋼直尺，劃線筆。三、試樣采用（名義尺寸）的圓柱形試樣。四、實驗原理低碳鋼（Q235 鋼）試樣壓縮圖如圖3-1b所示。試樣開始變形時，服從胡克定律，呈直線上升，此后變形增長很快，材料屈服。此時載荷暫時保持恒定或稍有減小，這暫時的恒定值或減小的最小值

11、即為壓縮屈服載荷FSC。有時屈服階段出現(xiàn)多個波峰波谷，則取第一個波谷之后的最低載荷為壓縮屈服載荷FSC。爾后圖形呈曲線上升，隨著塑性變形的增長，試樣橫截面相應增大，增大了的截面又能承受更大的載荷。試樣愈壓愈扁，甚至可以壓成薄餅形狀（如圖3-1a所示）而不破裂，因此測不出抗壓強度。鑄鐵試樣壓縮圖如圖3-2a所示。載荷達最大值Fbc后稍有下降，然后破裂，能聽到沉悶的破裂聲。鑄鐵試樣破裂后呈鼓形，破裂面與軸線大約成45o，這主要是由切應力造成的。圖3-1 低碳鋼試樣壓縮圖 圖3-2 鑄鐵試樣壓縮圖 五、實驗步驟1測量試樣尺寸用游標卡尺在試樣高度重點處兩個相互垂直的方向上測量直徑，取其平均值，記錄數(shù)據(jù)

12、。2開機打開試驗機及計算機系統(tǒng)電源。3實驗參數(shù)設置按實驗要術，通過試驗機操作軟件設量試樣尺寸等實驗參數(shù)。 4測試 通過試驗機操作軟件控制橫梁移動對試樣進行加載，開始實驗。實驗過程中注意曲線及數(shù)字顯示窗口的變化。實驗結束后，應及時記求并保存實驗數(shù)據(jù)。 5實驗數(shù)據(jù)分析及輸出 根據(jù)實驗要求，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，通過打印機輸出實驗結果及曲線。 6斷后試樣觀察及測量 取下試樣，注意觀察試樣的斷口。根據(jù)實驗要求測量試樣的延伸率及斷面收縮率 7關機 關閉試驗機和計算機系統(tǒng)電源。清理實驗現(xiàn)場將相關儀器還原。六、實驗結果處理1. 參考表3-1記錄實驗原始數(shù)據(jù)。 表3-1 實驗原始數(shù)據(jù)記錄參考表材料直徑do(mm

13、)橫截面面積A0(mm2)屈服載荷FSC(KN)最大載荷Fbc(KN)12平均低碳鋼鑄 鐵/2. 實驗數(shù)據(jù)處理據(jù)低碳鋼（Q235 鋼）壓縮實驗所得到的屈服載荷計算低碳鋼的壓縮屈服點： （3-1）據(jù)鑄鐵壓縮實驗所得到的最大載荷計算鑄鐵的抗壓強度： （3-2）七、實驗報告要求包括實驗目的，設備名稱、型號，實驗原始數(shù)據(jù)記錄（列表表示）與實驗數(shù)據(jù)處理，試樣破壞形狀示意圖，分析討論。八、思考題1.低碳鋼試樣壓縮后為什么成鼓形？鑄鐵試樣壓縮是發(fā)生什么破壞？其原因是什么？2.低碳鋼拉伸時可測得試樣所能承受的最大載荷，壓縮時測不到最大載荷，為什么說它是拉壓等強度材料？鑄鐵是拉壓等強度材料嗎？實驗四 金屬材料的

14、扭轉實驗（電子扭轉試驗臺）一、實驗目的1. 測定低碳鋼的屈服點或上屈服點、下屈服點和抗扭強度。2測定鑄鐵抗扭強度。3. 觀察并分析不同材料在扭轉時的變形和破壞現(xiàn)象。二、設備和儀器1. NDW-500微機控制電子式扭轉試驗臺。圖4-1 扭轉試樣2. 游標卡尺。三、試樣采用直徑10mm、標距100毫米的圓形試樣，端部銑成相對兩平面以便夾持，如圖4-1所示。四、實驗原理1. 屈服點、上屈服點和下屈服點（低碳鋼）拉伸時有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料（如低碳鋼）在扭轉時同樣有屈服現(xiàn)象。通常T-曲線有兩種類型，見圖4-2。扭矩保持恒定而扭轉角仍持續(xù)增加（曲線出現(xiàn)平臺）時的扭矩稱為屈服扭矩，記作（圖圖4-2 有明

15、顯屈服現(xiàn)象的T-曲線4-2a），按彈性扭轉公式計算所得的切應力稱為屈服點，記作，即 （4-1）在屈服階段，扭矩首次下降前的最大扭矩稱為上屈服扭矩，記作，按彈性扭轉公式計算所得的切應力稱為上屈服點，記作，即 （4-2） 屈服階段中的最小扭矩稱為下屈服扭矩（不加說明時即指下屈服扭矩），記作（圖3-2b），按彈性扭轉公式計算所得的切應力稱為下屈服點，記作， 即 （4-3）2. 抗扭強度（低碳鋼）（a）低碳鋼試樣斷口形貌(b) 鑄鐵試樣斷口形貌圖4-3試樣斷口試樣在斷裂前所承受的最大扭矩按彈性扭轉公式計算得抗扭強度。從自動記錄的曲線上讀取試樣斷裂前的最大扭矩，（圖4-3），按下式計算抗扭強度： （4-

16、4）在試驗過程中，試樣直徑不變，由于低碳鋼抗剪切能力小于其抗拉能力，而橫截面上切應力具有最大值，故斷口為平斷口(圖4-2a)。說明：在扭轉彈性階段，試樣圓截面上的應力沿半徑線性分布。對試樣緩慢加載，試樣橫截面邊緣處材料首先進入屈服，而整個截面的絕大部分區(qū)域內(nèi)仍處于彈性狀態(tài)(圖4-4a )。此后，由于材料屈服而形成的塑性區(qū)不斷向中心擴展，橫截面上出現(xiàn)了一個環(huán)狀的塑性區(qū)（圖 （a） （b） （c）圖4-4低碳鋼圓柱形試樣扭轉時橫截面上的切應力分布（a）；（b）；（c）4-4b）。當橫截面上的應力均達到屈服點后，材料全部進入塑性 （圖4-4c）。試驗機測量出的屈服扭矩實際上是橫截面上相當部分區(qū)域屈服

17、時的扭矩值，所測的得的破壞扭矩值也是這樣。因此按前述公式計算得到的剪切屈服點和抗扭強度均比實際增大。若按全面屈服考慮（圖4-4c），對應的扭矩為：考慮到材料剛開始進入屈服時的外扭矩值很難精確判定，因此，一般均根據(jù)全面屈服時測定的外扭矩值來計算扭轉切應力，即： （4-5）上式是在理想彈塑性情況下導出的，因此對于有較長屈服階段，或強化現(xiàn)象不明顯的塑性材料比較吻合。對于塑性較差的材料則有較大誤差。由實驗測得試樣在斷裂時的扭力偶矩，按下式計算抗扭強度： （4-6）上式是Nadai扭轉塑性理論公式中略去了一項后得到的，而略去的這一項不一定是高階小量，因此公式是近似的。3. 抗扭強度(鑄鐵)鑄鐵的扭轉曲線

18、有明顯的非線性偏離，變形很小就突然破裂。由于在與桿軸線成45度角的面上，分別受到主應力和的作用，而鑄鐵的抗拉能力較抗剪切能力弱，故沿與軸線成45度方向被拉斷，斷裂面呈螺旋面（見圖4-3b）。據(jù)斷裂前的最大扭矩，按彈性扭轉公式計算抗扭強度： （4-7）五、實驗步驟1. 測量試樣尺寸在試樣的標距兩端及其中間處兩個相互垂直的方向上各測一次直徑，計算三處測量直徑的平均值，取三處直徑平均值中的最小值計算試樣的抗扭截面系數(shù)，以三處直徑平均值的均值計算試樣的極慣性矩。記錄表4-1。表4-1 試樣原始尺寸記錄及處理列表材料直徑do（mm）抗扭截面模量（mm3）極慣性矩（mm4）IIIIII12平均12平均12

19、平均低碳鋼鑄 鐵2. 試驗機準備打開試驗機電源，啟動計算機及測試軟件，設定相關參數(shù)。加載速度按實驗標準選擇（屈服前應在范圍內(nèi)，屈服后不大于。3. 安裝試樣注意試樣的對中和夾緊，移動固定夾具。4. 測試點擊運行按鈕，按預先設定的測試程序?qū)υ嚰M行加載，直至試件斷裂。保存實驗數(shù)據(jù)，同時輸出試驗數(shù)據(jù)。在測屈服點及抗扭強度時，應注意觀察試樣變形及破壞情況。取下試樣，觀察并分析斷口形貌和形成原因。5. 關閉試驗機和計算機系統(tǒng)電源。清理實驗現(xiàn)場將相關儀器還原。六、實驗結果處理1. 試樣原始尺寸記錄及處理參考表4-1進行。2. 按公式（4-5）和（4-6）分別計算低碳鋼的剪切屈服極限和剪切強度極限。3. 按

20、公式（4-7）計算鑄鐵的抗扭強度。七、實驗報告1. 實驗目的、實驗原理、原始數(shù)據(jù)（包括原始測量數(shù)據(jù)和測試曲線）。2. 在實驗曲線中標示出屈服扭矩Ts及最大扭矩Tb （測屈服點及抗扭強度）。3. 試件斷口形貌描述和破壞斷口形貌分析（測屈服點及抗扭強度）。4. 實驗數(shù)據(jù)處理及分析。八、思考題1根據(jù)低碳鋼和鑄鐵試樣扭轉破壞的情況分析破壞原因。2鑄鐵扭轉破壞斷裂面為何是45度螺旋面而不是45度平面？實驗四 金屬材料的扭轉實驗（手動扭力試驗機）一、實驗目的 1測定低碳鋼的剪切屈服極限及剪切強度極限。 2測定鑄鐵的剪切強度極限。 3觀察并比較低碳鋼及鑄鐵試件扭轉破壞的情況。二、設備和儀器 1.扭力試驗機

21、2.游標卡尺 扭力試驗機是一種可對試樣施加扭矩并能指示出扭矩大小的機器。圖4-1 K-50型扭力試驗機外形圖試驗機采用機械傳動加載，用擺式機構測示扭矩。它的量程隨所用擺錘的不同重量而分三種：100N·m（10Kg·m）、200N·m（20Kg·m）500N·m（50Kg·m）；相應的精度分別為 0.5N· m（0.05Kg·m）、1.0N· p（0.10Kg· m）、2.0N· m（020Kg· m）。它適用于直徑為 1025mm長度為 100700mm的試件。其傳動系統(tǒng)如圖

22、4-2所示。其操作步驟如下：圖4-2 K-50型扭力試驗傳動系統(tǒng)圖 （1）檢查試驗機夾頭1、2的形式與試件是否配合；測角度盤15置“0”；檢查自動繪圖器工作是否正常。（2）估計試件所需的最大扭矩，選擇適宜的測力度盤12并配置相應的擺錘13。 （3）當擺桿保持鉛直時，測力指針12應對準“零”點。否則，松開度盤上的螺母，轉動度盤使指針對準“零”點。再擰緊螺母。 （4）安裝試件先將試件的一端放在固定夾頭2中，搖動調(diào)距手柄3，使活動夾頭1連同與它在一起的齒輪箱17沿傳動主軸8和水平導軸4移動，使試件另一端插入活動夾頭中后，再予以夾緊。 （5）加載有手搖加載與電動加載之分。 手搖加載：將變速桿5放在“空

23、轉”位置，搖動手搖柄6，帶動變速箱中的軸II，使傳動主軸8、活動夾頭I旋轉。通過試件使固定夾頭2也跟著旋轉。這樣，與固定夾頭連在一起的擺桿11和擺錘13也就跟著擺起來了，以平衡活動夾頭加在試件上的力偶，于是試件便發(fā)生扭轉變形，隨受扭矩作用。因此，擺錘力矩就等于試件所承受的扭矩。擺錘在擺起時推動與測力度盤相聯(lián)的齒桿，使齒輪和指針轉動，于是指針便在測力度盤12上指出試件所受扭矩的大小。（6）測扭轉角傳動主軸8除帶動活動夾頭轉動外，在它的一端還裝有一個測角度盤15，用它指示試件轉動端的絕對扭轉角。測角度盤上的測角指標16與試件被動端聯(lián) 動，因此指標桿在度盤上所指數(shù)值便是試件兩端的相對扭轉角。度盤最小

24、刻度為1o，因此只適用于測量大變形。測角度盤上還附有一個計數(shù)裝置，可以指出試件扭轉的總圈數(shù)。 （7）自動繪圖如果需要記錄試驗過程中扭矩和扭轉角的關系曲線，應在加載荷前 調(diào)好自動繪圖器的傳動裝置、圖紙、筆尖和墨水。筆尖由推動測力指針的齒桿帶動，而圖紙滾動則與傳動主軸8聯(lián)動。這樣，隨著試驗過程的進行，筆尖便在圖紙上自動地繪出Mn一曲線。曲線上各點的縱坐標為扭矩，橫坐標為試件轉動端的絕對扭轉角。 （8）注意事項 機器運轉時，操作者不得離開。所見異聲或發(fā)生故障，應立即停車。 在實驗時，不得觸動擺錘，以免影響測讀扭矩精度。采用電動加載時，手搖柄必須先取掉，以免其飛出造成事故。三、試樣采用直徑10mm、標

25、距100毫米的圓形試樣，端部銑成相對兩平面以便夾持，如圖4-3所示。圖4-3 扭轉試樣 四、實驗原理將試件裝在扭力試驗機上，開動機器，給試件加扭矩。利用機器上的自動繪圖裝置，可以得到Mn一曲線。這Mn一曲線也叫扭轉圖。低碳鋼試件的Mn一曲線，如圖4-4所示。圖中起始直線段OA表明試件在這階段中的Mn與成比例， 截面上的剪應力呈線性分布，如圖 4-5（a）。在 A點處，Mn 與的比例關系開始破壞，此時截面周 圖4-4 低碳鋼試件扭轉圖邊上的剪應力達到了材料的剪切屈服極限，相應的扭矩記為MP。 由于這時截面內(nèi)部的剪應力尚小于，故試件仍具有承載能力，Mn曲線呈繼續(xù)上升的趨勢。扭矩超過 MP后，截面上

26、的剪應力分布發(fā)生變化，如圖 4-5（b）。在截面上出現(xiàn)了一個環(huán)狀塑性區(qū)，并隨著Mn的增長，塑性區(qū)逐步向中心擴展，Mn曲線稍微上升，直到B點趨于平坦，截面上各材料完全達到屈服，扭矩度盤上的指針幾乎不動或擺動，此時測力度盤上指示出的扭矩或指針擺動的最小值即為屈服扭矩Ms。如圖4-5（c），根據(jù)靜力平衡條件，可以求得與Ms的關系為：將式中dA用環(huán)狀面積元素表示，則有 （4-1）故剪切屈服極限式中是試件的抗扭截面模量。圖4-5 截面上剪應力分布圖 繼續(xù)給試件加載，試件再繼續(xù)變形，材料進一步強化。當達到Mn一曲線上的C點時，試件被剪斷。由測力度盤上的被動計可讀出最大扭矩Mb，與公式（4-1）相似，可得剪

27、切強度極限 （4-2） 鑄鐵的Mn一曲線如圖4一7所示。從開始受扭，直到破壞，近似為一直線，按彈性應力公式，其剪切強度極限： （4-3） 試件受扭，材料處于純剪切應力狀態(tài)，在 圖4-6 鑄鐵的扭轉圖垂直于桿軸和平行于桿軸的各平面上作用著剪應力，而與桿軸成45º角的螺旋面上。則分別只作用著、的正應力，如圖4-7所示。 由于低碳鋼的抗拉能力高于抗剪能力，故試件沿橫截面剪斷，而鑄鐵的抗拉能 圖4-7 試沖受扭的應力分布圖力低于抗剪能力， 故試件從表面上某一最弱處，沿與軸線成45º方向拉斷成一螺旋面。五、實驗步驟1用游標卡尺測量試件直徑，求出抗扭截面模量。在試件的中央和兩端共三處，

28、每處測一對正交方向，取平均值作該處直徑，然后取三處直徑最小者，作為試件直徑，并據(jù)此計算。表4-1 試樣原始尺寸記錄及處理列表材料直徑do（mm）抗扭截面模量（mm3）極慣性矩（mm4）IIIIII12平均12平均12平均低碳鋼鑄 鐵2將試件兩端裝入試驗機的夾頭內(nèi)，調(diào)整好繪圖裝置，將指針對準零點，并將測角度盤調(diào)整到零。3用粉筆在試件表面上畫一縱向線，以便觀察度件的扭轉變形情況。 4對于低碳鋼試件，可以先用手動緩慢而均勻地加載，當測力指針前進速度漸漸減慢以至停留不動或擺動，這時，它表明的值就是（注意：指針停止不動時間很短，因此要留心觀察）,直至試件破壞并立即停車。記下被動指針所指的最大扭矩，注意觀察測角度盤的讀數(shù)。 5鑄鐵試件的試驗步驟與低碳鋼相同，可直接用電動加載，記錄試件破壞時的最大扭矩值。六、實驗結果處理1. 試樣原始尺寸記錄及處理參考表4-1進行。2. 按公式（4-1）和（4-