扭轉實驗報告

2021-03-04 09:51:21 字數 2167 閱讀 5048

1、測定低碳鋼的剪下屈服點、剪下強度,觀察扭矩-轉角曲線(曲線)。

2、觀察低碳鋼試樣扭轉破壞斷口形貌。

3、測定低碳鋼的剪下彈性模量g。

4、驗證圓截面杆扭轉變形的胡克定律()。

5、依據低碳鋼的彈性模量,大概計算出低碳鋼材料的泊松比。

1、微機控制扭轉試驗機。

2、游標卡尺。

3、裝夾工具。

遵照國家標準(gb/t10128-1998)採用圓截面試樣的扭轉試驗,可以測定各種工程材料在純剪下情況下的力學效能。如材料的剪下屈服強度點和抗剪強度等。圓截面試樣必須按上述國家標準製成(如圖1-1所示)。

試驗兩端的夾持段銑削為平面,這樣可以有效地防止試驗時試樣在試驗機卡頭中打滑。

圖 1-1

試驗機軟體的繪圖系統可繪製扭矩-扭轉角曲線,簡稱扭轉曲線(圖1-2中的曲線)。

圖3-2

從圖1-2可以看到,低碳鋼試樣的扭轉試驗曲線由彈性階段(oa段)、屈服階段(ab段)和強化階段(cd段)構成,但屈服階段和強化階段均不像拉伸試驗曲線中那麼明顯。由於強化階段的過程很長,圖中只繪出其開始階段和最後階段,破壞時試驗段的扭轉角可達以上。

從扭轉試驗機上可以讀取試樣的屈服扭矩和破壞扭矩。由和計算材料的剪下屈服強度和抗剪強度,式中:為試樣截面的抗扭截面係數。

當圓截面試樣橫截面的最外層切應力達到剪下屈服點時,佔橫截面絕大部分的內層切應力仍低於彈性極限,因而此時試樣仍表現為彈性行為,沒有明顯的屈服現象。當扭矩繼續增加使橫截面大部分區域的切應力均達到剪下屈服點時,試樣會表現出明顯的屈服現象,此時的扭矩比真實的屈服扭矩要大一些,對於破壞扭矩也會有同樣的情況。

圖1-3所示為低碳鋼試樣的扭轉破壞斷口,破壞斷面與橫截面重合,斷面是最大切應力作用面,斷口較為平齊,可知為剪下破壞。

圖 1-3

材料的剪下彈性模量遵照國家標準(gb/t10128-1988)可由圓截面試樣的扭轉試驗測定。在彈性範圍內進行圓截面試樣扭轉試驗時,扭矩和扭轉角之間的關係符合扭轉變形的胡克定律,式中:為截面的極慣性矩。

當試樣長度和極慣性矩均為已知時,只要測取扭矩增量和相應的扭轉角增量,可由式

計算得到材料的剪下彈性模量。實驗通常採用多級等增量載入法,這樣不僅可以避免人為讀取資料產生的誤差,而且可以通過每次載荷增量和扭轉角增量驗證扭轉變形的胡克定律。

1、測量低碳鋼試樣直徑d1,長度l;

2、裝夾試樣;在試樣上安裝扭角測試裝置,將乙個定位環夾盒套在試樣的一端,裝上卡盤,將螺釘擰緊。再將另乙個定位環夾套在試樣的另一端,裝上另一卡盤;根據不同的試樣標距要求,將試樣擱放在相應的的v形塊上,使兩卡盤與v形塊的兩端貼緊,保證卡盤與試樣垂直,以確保標距準確,將卡盤上的螺母擰緊。

3、將試驗機兩端夾頭對正,清零、裝夾緊試件,進行保護。

4、執行powertest軟體,選擇剪下彈性模量測定試驗方案;

表1-1 實驗程式

4、按軟體「執行」鍵,開始試驗;

5、記錄多級等增量載入實驗資料;

6、試樣被扭斷後停機,取下試樣,注意觀察試樣斷口形貌;

7、結束實驗,將試驗機復位並整理現場。

1、低碳鋼扭轉試驗資料

表1-1 直徑測量表

則依據試驗可知低碳鋼的相關引數:

表1-2 低碳鋼剪下屈服強度、抗剪強度計算表

由上表可得低碳鋼的剪下屈服強度,抗剪強度。

圖1-4 低碳鋼扭角(度)—扭矩(n*m)破壞曲線圖

_圖1-5 低碳鋼扭轉破壞彈性階段擬合曲線

最佳線性擬合曲線函式為,故可以得出低碳鋼的剪下彈性模量。

低碳鋼扭轉破壞後的形式:

試件表面出現45度螺旋線,試樣的斷面與橫截面重合,斷面是最大切應力作用面,斷口較為平齊,可知為剪下破壞。

1、推動試驗機移動支座時,切忌用力過大,以免損壞試樣或感測器。

2、進入軟體前請確認試驗機電源已開啟。

3、退出軟體前請確定試驗機電源已關閉。

1、彈性階段的擬合曲線未經過原點,原因是裝試樣時並未完全夾緊,機器運轉時產生鬆動。

2、試驗操作時,對試驗步驟不熟悉,不知道標距是怎樣定義的,不知道v形塊和卡盤的作用,導致無法正確的安裝試件,以後要做好預習工作。

3、整理試驗報告最大的問題在於怎麼處理資料,對於利用matlab、excel軟體不夠熟悉,課後要加強這方面的學習。

4、試驗時忘記了記錄保載時的資料,導致斜率只能通過軟體進行擬合,所以要培養自己做實驗的良好習慣,做實驗時要想好每一步該如何操作,要測量什麼資料,要記錄什麼資料,以保證實驗資料處理順利進行。

扭轉試驗實驗報告

圖1 3 2 低碳鋼的扭轉圖 abc 圖1 3 3 低碳鋼圓柱形試樣扭轉時橫截面上的切應力分布 由於,因此,由上式可以得到 無論從測矩盤上指標前進的情況,還是從自動繪圖裝置所繪出的曲線來看,點的位置不易精確判定,而點的位置則較為明顯。因此,一般均根據由點測定的來求扭轉切應力。當然這種計算方法也有缺陷...

扭轉實驗報告要求

1 要求每一位同學獨立完成自己的實驗報告,禁止抄襲。2 書寫實驗報告具體要求 封面 實驗室名稱 扭轉試驗室 實驗課程名稱 對應的理論課名稱 實驗專案名稱 扭轉試驗 第二頁 一 試驗目的 參閱實驗指導書 二 實驗原理 參閱實驗指導書 三 使用儀器 材料 游標卡尺 及使用的實驗裝置 微控扭轉試驗機 第三...

金屬材料扭轉實驗報告

3 2 金屬材料的扭轉實驗 一 實驗目的 1.觀察並比較低碳鋼和鑄鐵材料扭轉變形現象及破壞形式。2.測定低碳鋼的剪下屈服極限 s和剪下強度極限 b。3.測定鑄鐵的剪下強度極限 b。二 實驗主要裝置及實驗原理 1.主要裝置 改裝後的nj 50b型扭轉試驗機,2.實驗原理 圓形截面試件承受扭轉時,材料處...