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，只有當實際的應力分布與圖1-7c完全相符合時才是正確的，對塑性較小的材料差異是比較大的。

從圖1-6可以看出，當外力偶矩超過後，扭轉角增加很快，而外力偶矩增加很小，近似於一條直線。因此，可認為橫截面上的切應力分布如圖1-7c所示，只是切應力值比大。根據測定的試樣在斷裂時的外力偶矩，可求得抗扭強度為

2.測定灰鑄鐵扭轉時的強度效能指標

對於灰鑄鐵試樣，只需測出其承受的最大外力偶矩（方法同2），抗扭強度為

由上述扭轉破壞的試樣可以看出：低碳鋼試樣的斷口與軸線垂直，表明破壞是由切應力引起的；而灰鑄鐵試樣的斷口則沿螺旋線方向與軸線約成角，表明破壞是由拉應力引起的。

3．扭轉試驗機操作規程

● 根據試驗所需的扭矩，更換合適的擺錘，確定示力度盤。(一般使示力度盤的量程比試驗所需最大扭矩約大20％。)

● 把扭轉試樣一端先夾緊在固定夾頭中（有擺錘的一端）。用手移動主動夾頭，靠近試樣另一端，開啟電機開關，使主動夾頭轉動，待試樣頭部剛好與主動夾頭匹配時，關掉電源，移動主動夾頭套入試樣並夾緊。

● 安裝夾緊試樣時，因兩端夾具的微小錯位很容易使度盤指標偏離零位，這時用手輪轉動主動夾頭，使度盤指標指零。

● 在記錄t－φ曲線的滾筒上捲上記錄紙，裝上記錄筆，拔動滾筒調整起始記錄位置。

● 實驗完畢立即按下停止開關。破壞性實驗可立即切斷電源，取下試樣；非破壞性實驗經反向解除安裝後取下試樣。

五、實驗步驟

1. 測定低碳鋼扭轉時的強度效能指標

● 測量試樣尺寸在標距的兩端和中間三個位置上，沿互相垂直的方向，測量試樣的直徑，以計算試樣的平均直徑。

● 安裝試樣在試驗機上正確安裝試樣，做好試驗準備

● 載入均勻緩慢載入,在載入過程中注意屈服現象和屈服點的觀察。若指標停止轉動，則表明整個材料發生屈服，記錄下此時的外力偶矩。

● 改用電動快速載入，直至試樣被扭斷為止，關閉扭轉試驗機，由從動指標讀取最大外力偶矩。

2. 測定灰鑄鐵扭轉時的強度效能指標

◆ 測量試樣的直徑（方法與拉伸試驗相同）。

◆ 將試樣安裝到扭轉試驗機上，選擇合適的測矩盤和相應的擺錘，調整好測矩盤的指標，使之對準「0」，並將從動指標與之靠攏，同時調整好自動繪圖裝置。

◆ 均勻緩慢載入，直至試樣被扭斷為止，關閉扭轉試驗機，由從動指標讀取最大外力偶矩。