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文檔簡介

1、實驗4 扭轉實驗在實際工程機械中，有很多傳動軸是在扭轉情況下工作，設計扭轉軸所用的許用剪應力，是根據(jù)材料在扭轉破壞實驗時，所測出的剪切流動極限，或剪切強度極限而求得的。一、實驗目的要求）低碳鋼的剪切流動極限、剪切強度極限、及鑄鐵的剪切強度極限。）觀察斷口情況，進行比較和分析。二、實驗設備和儀器扭轉試驗機、劃線儀、游標卡尺等三、扭轉試件根據(jù)國家標準，一般采用圓截面試件，標距，標距部分直徑。如圖4-1所示。圖4-1四、實驗方法與步驟1、低碳鋼試件的扭轉：）試件的準備：在試件標距內(nèi)的中間和兩端三處測量直徑，取最小值作為直徑尺寸，計算抗扭截面系數(shù)。）試驗機的準備；首先了解扭轉機的基本構造原理和操作方法

2、，學習掌握扭轉機的操作規(guī)程。根據(jù)材料性質，初步估所需最大扭矩，選擇合適的測力表盤，配置相應的擺錘，測力指針調到“零點”。圖4-2圖4-3）進行實驗：將低碳鋼試件裝夾到試驗機上，用“手動”對試件緩慢均勻地加扭矩，加在試件上的扭矩和扭轉角的關系曲線，如圖4-2所示。當扭矩增加到點，（即）時，圖4-2中段為直線，表明此階段內(nèi)載荷與試件變形之間成比例關系，扭矩超過后。試件截面的外緣外處，材料發(fā)生流動形成環(huán)形塑性區(qū)，同時圖曲線稍微上上升，達到點趨于平坦，這時測力指針幾乎不動，這說明塑性區(qū)已擴展為整個截面，材料發(fā)生流動，記錄下此時的扭矩。在達到時，假定截面上各點的剪應力同時達到流動極限（理想塑性），斷面上

3、均勻分布，從而推導計算流動極限的近似公式如下：因式中是常數(shù)，所以故屈服極限，式中：若試件繼續(xù)變形，材料進一步強化，當達到上的點時，試件破壞，扭矩表盤上的指針可讀出最大扭矩，與屈服時的塑性變形過程相似，可得試件斷裂后，立即關閉機器，取下試件。2、鑄鐵試件的扭轉：圖4-4鑄鐵的扭轉實驗方法與步驟與低碳鋼相同，因鑄鐵扭轉在變形很小的情況下就被扭斷，鑄鐵的曲線如圖4-4所示由圖可知，鑄鐵扭轉由開始直到破壞近似一直線，其剪切強度極限因鑄鐵試件在斷裂前呈脆性破壞，故可近似應用彈性公式計算五、注意事項：）用手動變電器加扭矩時，一般將手搖柄取下，以免發(fā)生事故。）在變速進，一定先停車，后調矩。）試件在夾緊時，用手搬套筒搬手，而不要產(chǎn)生沖力。）鑄鐵扭轉時，要加防護罩，以免破碎試件飛出打傷人。六、

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