低碳鋼鑄鐵扭轉破壞實驗報告

創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天低碳鋼、鑄鐵的扭轉破壞實驗之邯鄲勺丸創(chuàng)作創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天一：實驗目的和要求1、掌握扭轉試驗機把持.2、低碳鋼的剪切折服極限τs.3、低碳鋼和鑄鐵的剪切強度極限τb.4、察看比力兩種資料的扭轉變形過程中的變形及其破壞形式,并對試件斷口容貌進行剖析.二：實驗設施和儀器1、資料扭轉試驗機2、游標卡尺三、實驗原理1、低碳鋼扭轉實驗低碳鋼資料扭轉時載荷-變形曲線如圖（a）所示.TT

bT

s0φ圖1.低碳鋼資料的扭轉圖低碳鋼資料的扭轉圖創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天ττsτsdAρ(a)(b)(c)圖2.低碳鋼圓軸試件扭轉時的應力散布表示圖低碳鋼試件在受扭的最先階段,扭矩T與扭轉角φ成正比關系(見圖1),橫截面上剪應力τ沿半徑線性散布,如圖2(a)所示.跟著扭矩T的增大年夜,橫截面邊沿處的剪應力第一抵達剪切折服極限τs且塑性區(qū)漸漸向圓心擴展,形成環(huán)形塑性區(qū),但中心部份還是彈性的,見圖2(b).試件持續(xù)變形,屈聽從試件表層向心部擴展直到整個截面幾乎都是塑性區(qū),如圖2(c)所示.此時在T-φ曲線上體現(xiàn)折服平臺(見圖1),試驗機的扭矩讀數(shù)基本不動,此時對應的扭矩即為折服扭矩Ts.隨后,資料進入加強階段,變形增加,扭矩隨之增添,直到試件破壞為止.因扭轉無頸縮現(xiàn)象.因此,扭轉曲線向來上漲直到破壞,試件破壞時的扭矩即為最大年夜扭矩bAsdAsd/2（2d）43服極限s3Ts；同理,可得低碳鋼資料扭轉時強度極限b3Tb,4Wt4Wt此中Wtd3為抗扭截面模量.162、鑄鐵扭轉實驗鑄鐵試件受扭時,在很小的變形下就會發(fā)生破壞,其扭轉圖如圖3所示.T創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天T

bOφ圖3.鑄鐵資料的扭轉圖從扭轉開始直到破壞為止,扭矩T與扭轉角近似成正比關系,且變形很小,橫截面上剪應力沿半徑為線性散布.試件破壞時的扭矩即為最大年夜扭矩Tb,鑄鐵資料的扭轉強度極限為Tb.bWt低碳鋼試樣和鑄鐵試樣的扭轉破壞斷口容貌有很大年夜的分歧,圖4（a）所示低碳鋼試樣的斷面與橫截面重合,斷面是最大年夜切應力作用面,斷口較為平齊,可知為剪切破壞；圖（b）所示鑄鐵試樣的斷面是與試樣軸線成45度角的螺旋面,斷面是最大年夜拉應力作用面,斷口較為粗糙,因此最大年夜拉應力造成的拉伸斷裂破壞.圖4.低碳鋼和鑄鐵的扭轉端口形狀四、實驗步伐低碳鋼實驗步伐：測量試樣尺寸在試件兩頭及中部地點,沿兩個互相垂直的方向,測量試樣直徑,以其均勻值計算個橫截面面積.檢查設施線路連結能否接好,并打開設施電源以及配套軟件把持界面.在試樣上裝置扭角測試裝置,將一個定位環(huán)夾盒套在試樣的一創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天端,裝上卡盤,將螺釘擰緊.再將另一個定位環(huán)夾套在試樣的另一端,裝上另一卡盤；依據(jù)分歧的試樣標距要求,將試樣擱放在相應的的V形塊上,使兩卡盤與V形塊的兩頭貼緊,保證卡盤與試樣垂直,以保證標距正確,將卡盤上的螺母擰緊.將試驗機兩頭夾頭對正,裝夾試件,進行珍愛,清零.選擇低碳鋼扭轉實驗方案,記錄低碳鋼試件的折服扭矩Ts和最大年夜扭矩Tb.實驗結束后,取下試件,察看試樣破壞斷口容貌,打印實驗結果,封閉軟件,封閉電源.鑄鐵實驗步伐：與低碳鋼扭轉實驗步伐同樣.鑄鐵是脆性資料,只需記錄鐵鑄試件的最大年夜扭矩Tb,無需裝置扭角測量裝置.五、實驗記錄及數(shù)據(jù)處理表1.試件尺寸直徑d（）最小橫mm試均勻直徑截面面抗扭截面系數(shù)d0積d03件截面1截面2截面3(mm)2Wt(mm3)d016A042（mm）低碳9.969.981鋼鑄9.8889.8971鐵創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天表2.實驗記錄及數(shù)據(jù)計算試低碳鋼鑄鐵件折服扭矩Ts·m=N最大年夜扭轉T=N·mb實最大年夜扭矩Tb·m=8N驗扭轉折服應力：數(shù)3Ts153.73MPaTbs據(jù)4Wt剪切強度極限b179.5MPaWt扭轉極限應力：b3Tb344.80MPa4Wt六：實驗數(shù)據(jù)擬合鑄鐵的扭轉破壞實驗,扭矩-扭角曲線以下列圖所示：低碳鋼的扭轉破壞,扭矩-扭轉曲線以下列圖所示：在彈性范圍內(nèi)進行圓截面試樣扭轉實驗時,扭矩與扭轉之間的關系切合扭轉變形的胡克定律TL/GIP,試中,IPd04/32為截面的極慣性矩.當試樣長度l和極慣性矩Ip均為已知時,只需根據(jù)彈性階段的扭矩-扭角圖擬合出新的圖形即可得出低碳鋼的切變模量G.以下圖：橫坐標為ΦIP,縱坐標為TL,即該直線的的斜率GPa即為低碳鋼的切變模量.七：實驗注意事項推進試驗機挪動支座時,牢記使勁過大年夜,免得破壞試樣或傳感器.低碳鋼實驗時,在裝置扭角測量裝置時使卡盤與V形塊的兩頭創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天創(chuàng)作時間：二零二一年六月三十天貼緊,保證卡盤與試樣垂直.裝夾試件時先要注意調整活動夾頭的地點.夾好試樣后,因為此時試樣已經(jīng)在受力,注意按珍愛鍵,使試樣中的初始力為零或靠近零.4.進入軟件前請確立試驗機電源已經(jīng)打開.5.退出軟件前請確立試驗機電源已經(jīng)封閉.八：心得領會實驗前必定要早先全面認識實驗的原理和步伐或許偏差,剛開始我們做實驗時沒有早先學習V形塊和卡盤的作用,也不清楚怎么進行實驗實驗特別重要.

免得發(fā)生缺點因此導致不知道因此說早先學習在裝夾試件時必定要對實驗設施當心,慎重的進行把持,防備破壞實驗設施.要培育自己做實驗的優(yōu)秀習慣,做實驗時要想好每一步該怎樣把持,要測量什么數(shù)據(jù),要記錄什么數(shù)