低碳钢铸铁扭转实验

低碳钢、铸铁扭转试验地质工程实验中心（实验项目三）1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√1、试验目的1、掌握扭转试验机操作。2、低碳钢的剪切屈服极限τs。3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。4、比较低碳钢和铸铁在扭距的作用下变形规律和破坏现象的不同1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√2、仪器设备一)硬件１、ND-1000C型扭转试验机试件主机试验机夹具采用定位套定位，螺钉带动滑块加紧的夹持方式，能够使试样保持良好的同轴性，夹持可靠，装夹极为方便。2、仪器设备ND-1000C型扭转试验机结构示意图ND-1000C型扭转试验机是一种对金属或非金属材料试样进行扭转试验的测量仪器设备。2、仪器设备二)软件1、Ｅxperttest试验软件a、控制方式位移：角度、转速。荷载：弯距几种方式可任意互换。b、加载方式加载、卸载、保持；可任意互换。c、数据采集主控信号：弯距、角度、时间。采集方式：连续、间隔。1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√３、试验原理1、低碳钢扭转实验实验前，用游标卡尺测定试件的直径d。在加载过程中，可用机器的记录装置绘出T-φ图。在比例极限内，T与φ成线形关系。横截面上切应力首先到达沿半径分布如图a,随着T的不断增大，横截面边缘处形成环行塑性区首先达到剪切屈服极限τs如图b，但中心部位仍然弹性的，所以T仍可以增加，T与φ的关系成为曲线。直到整个截面几乎都是塑性区如图c,T与φ出现屈服平台，T数据上下轻微波动，相应的扭矩为Ts，则Ts与τs的关系：τs=──３Τs４WtWt=──πd163抗扭截面系数３、试验原理过屈服阶段后，材料的强化使扭矩又有缓慢的上升。但变形非常显著，试样的纵向画线变成螺旋线。直至扭矩到达极限Ｔb,试样被扭断。τb=──３Τb４Wt与Ｔb相应的剪切强度极限τb人约定公式计算：扭矩和扭角示意图３、试验原理2、铸铁扭转实验实验前，用游标卡尺测定试件的直径d。由于铸铁是脆性材料，受扭时变形很小就突然断裂。其中T-φ图接近直线，如把它作为直线，τb可以按线弹性公式计算即扭矩和扭角示意图记录下铸铁断裂时的最大扭矩Ｔb，计算其拉伸剪切强度极限：由于脆性材料一扭就断其断口形状为45°τb=──ΤbWt1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√4、试验操作及步骤一)扭转试件1．试样的加工按下图进行试样的加工，注意将夹持段加工成断面图所示的形状，且保证两端平面部分平行。低碳钢、铸铁扭转试样4、试验操作及步骤二)设计实验程序1、实验操作界面主要是对扭转试验机运行宏观控制，及试验结果及图象的观察。实验按扭组输入表通道显示窗口4、试验操作及步骤2、试验条件界面这个界面是试验方案界面，定义试验名称和方案，以备查找数据用。通过试验条件4、试验操作及步骤2、试验条件界面这个界面是计算项目界面，主要为计算项目做准备。4、试验操作及步骤2、试验条件界面这个界面是试样输入界面，主要输入试验试样的尺寸。4、试验操作及步骤2、试验条件界面这个界面是控制参数界面，主要是控制方式和控制参数的设定。4、试验操作及步骤试验步骤1.测量试样尺寸在试件两端及中部位置，沿两个相互垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算个横截面面积。２．在试样上面划一条直线，以观察其试样扭转时，试样的变化。电源接通，启动计算机并先运行试验机软件。３．旋转螺钉将滑块调到适当的位置，选择合适的定位套，放入两夹头内。４．将试样一端装入静夹头，旋紧夹紧螺钉，对试样进行初夹紧，推动尾座到适当位置。５．设定转速，按“正转”或“反转”按钮转动主动夹头到合适的位置（即与静夹头处于同一角度位置），将试样另一端装入动夹头，旋紧夹紧螺钉，试样两端交替进行，最终将试样可靠夹紧。６．将试样夹紧后,既可开始准备做试验。7.打印：可打印试验报告、扭矩—转角曲线。8.关机顺序为：退出试验程序，关闭主机电源，关闭EDC测控系统电源，关闭计算机。4、试验操作及步骤1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√5、成果整理1、原始数据低碳钢直径（mm）铸铁直径(mm)低碳钢屈服扭距(N·m)低碳钢最大扭距(N·m)铸铁最大扭距(N·m)低碳钢平均直径:R=10.0mm抗扭截面系数:Wt铸铁平均直径:R=10.0mm抗扭截面系数:Wt铸铁:剪切强度极限：低碳钢:剪切屈服极限：剪切强度极限:2、计算结果5、成果整理tbbWM43tbbWT43tbbWTtssWT433、扭距和转角曲线1、试验目的2、仪器设备3、试验原理4、试验操作及步骤5、成果整理6、思考题目提纲√6、思考题目1、比较低碳钢的拉伸和扭转实验，从进入塑性变形阶段到破坏的全过程有什么明显的差别。2、低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同现象？断口有何不同？分析起原因。3、低碳钢和铸铁在扭转时，要测得那些数据？观察那些现象？谢谢！！