材料力學(xué)實(shí)驗設(shè)計

扭轉(zhuǎn)實(shí)驗一、 實(shí)驗?zāi)康?、 測定黃銅在扭轉(zhuǎn)時的剪切屈服極限Tq和剪切強(qiáng)度極限r(nóng)[S2、 觀察黃銅扭轉(zhuǎn)破壞過程及破壞形式。二、 實(shí)驗設(shè)備及量具1、電子式扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)圖一主機(jī)結(jié)構(gòu)圖試驗機(jī)由加載機(jī)構(gòu)，測力單元、顯示器、試驗機(jī)附件（標(biāo)定裝置）等組成。加載機(jī)構(gòu)，安裝在導(dǎo)軌上的加載機(jī)構(gòu)，由松下伺服電機(jī)帶動，通過減速器使夾頭旋轉(zhuǎn)，對試件施加扭矩。試驗機(jī)的正反加栽和停車，可按顯示器的標(biāo)志按扭。為了適應(yīng)各種材料扭力的需要，試驗機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍。無級調(diào)速0°—360。任意角度可調(diào)。測力單元，通過夾頭傳來的力矩經(jīng)傳感器處理輸出，在液晶顯示器和計算機(jī)上同步顯示出來，根據(jù)滿意程度選擇保存或打印。2、游標(biāo)卡尺三、實(shí)驗原理圓截面直桿試件在受扭轉(zhuǎn)時，橫截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。在試驗機(jī)自動繪圖裝置上得到扭矩和轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖。如圖二所示。圖中斜直線表示了塑性材料在比例極限內(nèi)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變服從胡克定律，最大剪應(yīng)力發(fā)生在截面的邊緣。當(dāng)扭矩繼續(xù)增加超過MPa，出現(xiàn)應(yīng)力不增加而變形（扭轉(zhuǎn)角）繼續(xù)增加，轉(zhuǎn)角愈大，塑性區(qū)愈深入到中心，材料開始屈服。在屈服過程中，橫截面剪應(yīng)力由線性分布趨于均勻分布。此時扭矩為M/ S 試件經(jīng)過屈服階段后，載荷上升，材料開始強(qiáng)化，應(yīng)力增加，百至C點(diǎn)時，試件被剪斷破壞。四、實(shí)驗步驟1、測量試件的直徑幺，取試件兩端及中部三處用游標(biāo)卡尺測量，每一處都要在兩個相互垂直的方向上量出直徑，取其平均直徑最小截面處的平均直徑作為試件的直徑。確定計算長度乙0,在試件中間等粗的細(xì)長部分內(nèi)，量取計算長度L0（按10倍或者5倍試件確定）。然后，用刻線機(jī)或筆把計算長度L0分成若干等分（通常是以5mm或10mm為一等分）。以便當(dāng)試件斷裂不在中間時進(jìn)行換算，從而求得比較正確的伸長率。但刻、劃線時應(yīng)盡量輕微。2、 調(diào)整扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)夾具之間的距離，并選擇相應(yīng)的卡頭。3、 設(shè)定參數(shù)并調(diào)零。4、 將試件安裝于扭轉(zhuǎn)實(shí)驗機(jī)的夾具中。5、 在試件的軸線方向，用粉筆劃一百線。6、 先慢速加載，至M—①曲線已超過線性段后