弯曲扭转实验
弯扭组合变形主应力的测定实验报告

弯扭组合变形主应力的测定是一种重要的实验方法,可以用于材料的力学性质和变形特性的研究。
以下是一份弯扭组合变形主应力的测定实验报告,供参考。
1. 实验目的通过弯扭组合变形实验,测定材料在三轴应力状态下的主应力大小和方向。
2. 实验原理弯扭组合变形是一种三轴应力状态下的变形方法。
它是将拉伸和剪切两种应力作用于材料上,使其产生弯曲和扭转的复合变形。
在弯扭组合变形中,主应力的大小和方向可通过计算与测量获得。
3. 实验装置和材料实验装置包括弯曲扭转试验机、电子称量仪、应变计等设备。
试验材料为直径为10mm、长度为50mm的圆柱形铝合金试样。
4. 实验步骤(1) 根据试验要求,调整试验机工况参数,如加载速度、加载次数等。
(2) 将试样装入试验机,并进行预紧力的加载。
(3) 开始弯曲扭转试验,记录下相应的载荷、位移、时间等数据。
(4) 在试验过程中,及时采集应变计的数据,并进行数据处理和分析。
5. 实验结果通过弯扭组合变形实验,得到了试样的应力-应变曲线和主应力大小和方向的测量结果。
试验结果表明,在三轴应力状态下,铝合金试样的主应力大小和方向与加工方向有关。
6. 结论弯扭组合变形主应力的测定实验结果表明,铝合金试样在三轴应力状态下的主应力大小和方向与其加工方向有关。
该方法可以用于材料的力学性质和变形特性的研究,并具有一定的应用价值。
7. 实验总结弯扭组合变形主应力的测定实验需要选用适当的试验装置和材料,并按照标准操作程序进行实验。
在数据处理和分析过程中,要注意准确性和可靠性。
该实验方法对于材料力学性质和变形特性的研究具有重要意义和应用价值。
轿车车身静态扭转刚度及弯曲刚度试验与计算

智能制造数码世界 P.270轿车车身静态扭转刚度及弯曲刚度试验与计算孙宇 泰州劲松股份有限公司摘要:小轿车是当前家庭日常生活中重要的交通工具之一,本文以轿车为探究载体,重点阐述白车身的“静态扭转刚度和白车身弯曲刚度”两个角度的测量、实验与计算,旨在抛砖引玉,期望给同仁在轿车设计过程中提供一定的参考价值与帮助。
关键词:扭转刚度 弯曲刚度 实验 计算1、前言刚度是指汽车车身恢复原形的弹性变形能力,是汽车车身设计的重要指标之一,刚性强度好的汽车,在行驶过程中普通的外力产生的形变程度很小,相反,在不平路面上行驶的汽车发出嘎吱嘎吱的响声,说明这类汽车的刚度较差。
白车身刚度主要用于车辆设计可靠性和整车安全性能的评价,汽车整车开发与设计过程中,必须对白车身扭转刚度和弯曲刚度进行合理分析;汽车的整个车身是靠“闭合型腔”支撑,车身结构主端面的几何性质决定着白车身刚度,实践表明,静态刚度试验中能够暴露汽车白车身设计的问题隐患,有助于白车身设计的改进。
车身刚度包含静态刚度和动态刚度两种,弯曲刚度、扭转刚度、开口变形是衡量车身静态刚度的三种指标;车身前后的变形量用于衡量弯曲刚度,前后风窗洞口和侧门的对角线变化量、车身锁位及车身扭转角等用于衡量扭转刚度,车身受到扭转载荷后车身开口部分对角线的变化量用于衡量开口变形。
2、白车身的扭转刚度的测量扭转刚度主要表现于行驶于不平路面上当汽车车轮不同时碰撞到障碍物时,车身上作用有非对称垂直载荷,结构处于扭转工况。
此时车身所受左右垂直载荷不等,将使其产生扭转变形。
当今时代的乘坐用汽车,对静态抗扭刚度一般要求达到4,000 ~ 9,000 Nm/deg范围内,高性能车要求更高的数值,一般在内15,000–30,000 N m/deg。
这就意味着在驾乘中纵使是驶过复杂路面也不会产生令人不快的动态反应,如车身下沉和侧倾等。
极限扭转工况是车身骨架的开口变形最为剧烈的一种情况。
门是乘客上下的地方,其开口变形的大小决定了紧急情况下中门能否开启,对紧急情况下的逃生有着重要的意义。
弯扭组合变形实验报告

弯扭组合变形实验报告在科学研究领域中,变形实验是一种常见的实验方法,用于研究物体在外力作用下的变形规律。
而在变形实验中,弯扭组合变形实验是一种常见且重要的实验方法,可以用来研究材料的弯曲和扭转变形特性。
本报告将对弯扭组合变形实验进行详细的描述和分析。
我们需要了解弯扭组合变形实验的基本原理。
在弯扭组合变形实验中,试样将同时受到弯曲和扭转的作用,这种双重变形方式会导致试样表面和内部的变形状态复杂多样。
通过对试样进行弯扭组合变形实验,可以得到材料在不同变形模式下的力学性能参数,如弯曲强度、扭转强度等,从而更全面地了解材料的力学性能。
弯扭组合变形实验的操作步骤也非常关键。
首先,需要选择合适的试样形状和尺寸,然后将试样固定在试验机上,施加合适的弯曲和扭转载荷,同时记录试样的变形情况和载荷大小。
在实验过程中,需要确保试样受力均匀,避免出现局部过载或集中变形的情况,以保证实验结果的准确性和可靠性。
在进行弯扭组合变形实验时,需要注意一些实验技巧。
首先,应该根据试样的材料和形状特性合理选择试验条件,如载荷大小、加载速度等,以确保实验结果具有代表性。
其次,在实验过程中应及时观察试样的变形情况,注意是否出现裂纹或变形不均匀的现象,及时调整实验条件以保证实验的顺利进行。
在实验结束后,需要对实验数据进行分析和处理。
通过对试样在弯扭组合变形过程中的力学性能参数进行计算和统计,可以得到材料的弯曲和扭转性能指标,如弯曲模量、扭转刚度等。
这些数据对于材料的设计和应用具有重要的参考价值,可以帮助工程师更好地选择和使用材料。
总的来说,弯扭组合变形实验是一种重要的材料力学性能测试方法,通过该实验可以全面了解材料在弯曲和扭转载荷下的性能表现。
在进行弯扭组合变形实验时,需要注意选择合适的试验条件、掌握实验技巧,并对实验数据进行准确分析和处理。
希望本报告对弯扭组合变形实验有所帮助,能够促进材料力学性能研究的进展。
6.扭转试验

二、压缩试验的特点
单向压缩时应力状态的柔度系数( 单向压缩时应力状态的柔度系数(a=2), ), 故用于测定脆性材料如铸铁、 故用于测定脆性材料如铸铁、轴承合金等的力学 性能。 性能。 由于压缩时的应力状态较软,故在拉伸、 由于压缩时的应力状态较软,故在拉伸、扭 转和弯曲试验时不能显示的力学行为,在压缩时 转和弯曲试验时不能显示的力学行为, 有可能获得。 有可能获得。 压缩可以看做是反向拉伸。 压缩可以看做是反向拉伸。如:压缩时试件 不是伸长而是缩短,横截面不是缩小而是胀大。 不是伸长而是缩短,横截面不是缩小而是胀大。 此外,塑性材料压缩时只发生压缩变形而不断裂, 此外,塑性材料压缩时只发生压缩变形而不断裂, 压缩曲线一直上升。 压缩曲线一直上升。
脆性材料断口约与试件轴线成45度成螺旋状见图b如果材料的轴向切断抗力比横向的低扭转断裂时可能出现层状或木片状断口见图c可以根据断口特征判断产生断裂的原因以及材料的抗扭强度和抗拉压强度相对大小
金属扭转试验
一、扭转试验的特点; 扭转试验的特点; (1)扭转时应力状态的柔度系数较大,因而可用于测定 )扭转时应力状态的柔度系数较大, 那些在拉伸时表现为脆性的材料。 那些在拉伸时表现为脆性的材料。 淬火低温回火工具钢的塑性。 如:淬火低温回火工具钢的塑性。 (2)圆柱试件在扭转试验时,整个长度上的塑性变形始 )圆柱试件在扭转试验时, 终是均匀的。 终是均匀的。 试件截面及标距长度基本保持不变, 试件截面及标距长度基本保持不变,不会出现静拉伸 时试件上发生的颈缩现象。 时试件上发生的颈缩现象。
二、压缩曲线
曲线2 是脆性材料 曲线1是塑性材料
Байду номын сангаас
三、压缩试样 压缩试样
四、试验条件
1、 压缩速度,在弹性(或接近弹性)范围,采用控 制应力速率的方法,其速率控制在1~10N/m㎡范围 内。 2、板状试样装进约束装置前,两侧面与夹板间应均匀 涂一层润滑剂减少摩擦。 3、 板状试样铺薄膜或涂润滑剂之前,应用无腐蚀的 溶剂清洗。装夹后,应把两端面用细纱布擦干净。 4、 安装试样时,试样纵轴中心线应与压头轴线重合。 5、 试验在室温(10 -35℃)下进行。
弯扭组合变形实验报告数据

实验名称:弯扭组合变形实验一、实验目的:1. 通过实验,了解和掌握材料在弯扭组合变形下的力学性能。
2. 熟悉和掌握弯扭组合变形的测量方法和数据处理技巧。
3. 通过实验,验证理论知识和计算方法的正确性。
二、实验设备:1. 材料试验机2. 弯曲和扭转加载装置3. 千分尺4. 数据记录仪三、实验材料:1. 实验材料为Q235钢,其化学成分和力学性能如下:-碳(C)含量:0.12%-锰(Mn)含量:0.3%-硅(Si)含量:0.3%-磷(P)含量:0.035%-硫(S)含量:0.035%-屈服强度:235MPa-抗拉强度:375MPa-伸长率:26%四、实验步骤:1. 将试样安装在试验机上,确保试样与加载装置之间的接触良好。
2. 设置试验机的弯曲和扭转加载参数,包括加载速度、加载时间等。
3. 开始加载,同时记录试样的弯曲和扭转角度以及载荷大小。
4. 当试样发生断裂时,停止加载,记录断裂载荷和断裂角度。
5. 清理实验现场,整理实验数据。
五、实验数据:1. 试样尺寸:长度100mm,宽度10mm,厚度2mm。
2. 弯曲加载参数:加载速度1mm/min,加载时间1min。
3. 扭转加载参数:加载速度1r/min,加载时间1min。
4. 实验数据记录如下:-弯曲角度:0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°,105°,120°,135°,150°,165°,180°。
-扭转角度:0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°,105°,120°,135°,150°,165°,180°。
-弯曲载荷:0N,2.5N,5N,7.5N,10N,12.5N,15N,17.5N,20N,22.5N,25N,27.5N,30N。
弯扭组合实验实验报告

乐享科技弯扭组合实验实验报告经营管理乐享实验二弯扭组合试验一、实验目的1.用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角;2.测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩;3.学习电阻应变花的应用。
二、实验设备和仪器1.微机控制电子万能试验机;2.电阻应变仪;3.游标卡尺。
三、试验试件及装置弯扭组合实验装置如图一所示。
空心圆轴试件直径D 0=42mm ,壁厚t=3mm , l 1=200mm ,l 2=240mm (如图二所示);中碳钢材料屈服极限s σ=360MPa ,弹性模量E =206GPa ,泊松比μ=0.28。
图一 实验装置图四、实验原理和方法1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角;圆轴试件的一端固定,另一端通过一拐臂承受集中荷载P ,圆轴处于弯扭组合变形状态,某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。
在圆轴某一横截面A -B 的上、下两点贴三轴应变花(如图三),使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。
根据平面应变状态应变分析公式:αγαεεεεεα2s i n 22c o s 22xyyx yx --++=(1)可得到关于εx 、εy 、γxy 的三个线性方程组,解得:4545045450εεγεεεεεε-=-+==--xy y x (2)图三 应变花示意图图四圆轴上表面微体的应力状态图五 圆轴下表面微体的应力状态由平面应变状态的主应变及其方位角公式:2221222⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-±+=xy y x y x γεεεεεε (3)0min max 2()2()xy xyx y tg γγαεεεε=-=---或yx xy tg εεγα--=02 (4) 将式(2)分别代入式(3)和式(4),即可得到主应变及其方位角的表达式。
对于各向同性材料,应力应变关系满足广义虎克定律:()()1222212111μεεμσμεεμσ+-=+-=EE(5)由式(2)~(5),可得一点的主应力及其方位角的表达式为:()()()()()004545045450245024504545212212212-------=-+-+±-+=εεεεεαεεεεμμεεσσtg EE (6)0ε、045ε和045-ε的测量可用1/4桥多点测量法同时测出(见图六)。
弯扭组合变形实验误差产生的原因

弯扭组合变形实验误差产生的原因在物理实验中,弯扭组合变形实验是一种常用的实验方法,主要用于研究材料的力学性能。
然而,在实验中,我们常常会遇到一些误差,而造成误差的原因往往有多种。
弯扭组合变形实验主要是通过施加不同方向的载荷,对材料的不同部位进行不同方向的变形,以此来研究材料的力学性质。
而这个过程中,误差主要来自以下几个方面:1. 实验装置实验装置是弯扭组合变形实验最重要的组成部分之一,而实验装置的结构和质量直接影响实验的精度和稳定性。
因此,在实验过程中,我们必须要选择合适的实验装置,并严格按照操作说明和使用规程来操作。
2. 实验条件实验条件也是影响实验精度的重要原因之一。
例如,实验室的温度、湿度和气压等环境因素都会对实验结果产生影响,因此我们必须要保持实验室的恒温恒湿,并注意调节实验室的气压。
3. 操作人员操作人员的技能、经验和操作规范也是影响实验精度的重要因素。
在实验过程中,操作人员必须保持专注,并按照实验步骤和要求进行操作。
同时,操作人员还要具备一定的实验经验和专业知识,以便在出现一些意外情况时及时处理。
4. 数据处理数据处理也是影响实验精度的重要因素之一。
数据处理过程中,如果处理不当或者使用不正确的处理方法,会导致实验误差的产生。
因此,在数据处理过程中,我们必须要选择合适的处理方法,并进行反复的检查和验证,以确保数据的准确性和可靠性。
综上所述,弯扭组合变形实验误差产生的原因主要来自实验装置、实验条件、操作人员和数据处理等方面。
为了保证实验结果的准确性和可靠性,我们必须在每一个环节上严格把关,细心操作,才能得出准确可靠的实验结果。
弯扭组合变形实验报告_2

弯扭组合变形实验报告
学院系专业班试验日期
姓名学号同组者姓名
一、实验目的
二、实验设备
仪器名称及型号精度
弯扭组合实验装置编号
三、试件尺寸及有关数据
试件材料:弹性模量E= MPa
泊松比μ= 应变片灵敏系数K=
试件外径D= mm 试件内径d= mm
自由端端部到测点的距离L= mm 臂长a= mm 试件弯曲截面系数W Z= cm3
试件扭转截面系数W P= cm3
四、实验数据与整理
2、实测主应变、主应力的计算
主应变:εεⅠⅡ
=0
090+2εε±主方向:000
450900090
22tan εεεϕεε--=
-
(式中00045090
εεε按平均增量计算) 主应力:2=
+1-E σεμεμⅠⅠⅡ(), 2
=+1-E
σεμεμⅡⅡⅠ() 计算结果:=εⅠ =εⅡ 0=ϕ
=σⅠ =σⅡ
3、弯曲正应力计算:w W E σε=⋅∆=
4、扭转剪应力计算:||1n n E
τεμ
=
∆=- 5、根据材料力学理论公式计算以下几个参数的理论值: 弯矩M = 扭矩T =
=σⅠ =σⅡ
0=ϕ w σ= n τ=
五、回答思考题。
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弯曲实验一.实验目的:1.了解应变片、应变仪的基本工作原理。
2.学习电测法测定应力的基本原理和方法。
3.确定弯曲梁横截面上的正应力大小,并与理论值进行比较。
4.学习实验数据处理及作图方法,确定弯曲梁横截面上的应力分布规律。
5.测量简支梁的挠度,并与理论值进行比较。
二.实验设备:1.XL3418型多功能实验台一套2.XL2101型程控静态电阻应变仪一台3.XL2116A型测力仪一台,XL1155-1t型应变式传感器一只。
4.挠度计、百分表三.试验原理:1)参阅材料力学、工程力学课程的教材及其他相关材料。
2)弯曲梁实验装置如图:图示AB梁为两端铰支的四点弯曲矩形截面钢梁,在距两端支座为a处,分别作用等量的力。
梁的AB段为纯弯曲,其弯矩为。
为了实测正应力,在梁的AB段内分别沿横截面表面均匀粘贴5~7个电阻应变片。
当梁受到载荷F作用时,可从电阻片的变形测得各点的应变值ε。
在比例极限范围内,应力与应变之间存在着正比关系,即σ=E·ε。
因而通过测得应变值便可计算出该点正应力的数值。
CD梁为两端铰支的三点弯曲矩形截面钢梁,在距两端支座为a1处,作用有载荷F。
在距支撑点X距离远处分别沿横截面表面均匀粘贴5~7个电阻应变片,其弯矩为。
为了实测正应力,当梁受到载荷F作用时,可从电阻片的变形测得各点的应变值ε。
在比例极限范围内,应力与应变之间存在着正比关系,即σ=E·ε。
因而通过测得应变值便可计算出该点正应力的数值。
关于应变片和应变测量电路的原理,参见静态电阻应变仪。
(请自己编写)四.实验步骤1.量尺寸根据实验需要(三点弯曲、四点弯曲或纯弯曲实验),量取弯曲梁的相关尺寸,以及加力点、支撑点的距离。
2.将挠度仪和百分表安装被测梁上,调整百分表零点。
3.将应变片导线分别接到应变仪的桥路上(注意应变片编号与应变仪通道编号的关系)。
4.打开应变仪电源开关,当程序结束后,按下“自动平衡”键使应变仪各通道清零。
5.打开测力计电源开关,确定档位(SCLY-2数字测力计选20KN档,XL2116A测力仪选N档)。
在确认没有给弯曲梁加力的情况下,按下“清零”键。
6.逐级加载,每增加0.5KN记录一次应变仪各测点的读数以及百分表读数。
载荷加至4KN后,卸载。
7.根据应变仪读数和百分表读数分别计算出各点读数差与算术平均值,然后计算应力值和挠度值。
8.根据实验数据处理要求,绘制弯曲梁横截面上的应力分布图。
五.实验记录1.梁的有关数据:梁的宽度 b= 高度 h=梁的有效长度 L S= 挠度的有效长度L e=加力点到支撑点A的距离a= 加力点到支撑点B的距离a=加力点到支点C的距离 a1=支点C到应变片的距离 X=弹性模量 E=六.数据处理七.实验结论八.预习思考题1.被测弯曲钢梁在跨距内可以移动吗?其结果会怎么样?2.如果加载前应变仪显示有数字怎么办?3.电阻应变片是由金属泊膜或电阻丝制成,测量应变时电阻丝是有电流通过的;弯曲实验中钢梁也是金属的,由于电阻应变片直接粘贴在钢梁表面,所以实验时钢梁中也有电流通过,这是正常现象,不会影响测量结果。
你同意这种看法吗?为什么?4.如果应变仪的一个窗口显示数字“-200”,这是什么意思?5.弯曲正应力的大小是否会受材料弹性模量的影响?为什么?6.为什么要把温度补偿片贴在与被测弯曲梁相同的材料上?九.分析思考题1.在弯曲实验中,应变仪采用全桥测量还是半桥测量?2.如果应变片的灵敏系数是2.0,而应变仪却选定是2.1,实验测出的结果是大了?还是小了?3.怎样使用等值增量方法处理实验结果?4.主要引起实验误差有哪些因素?5.应变片除了可以测量应力外,还可以做什么?6.对于本次实验,你有什么体会?你有什么建议?扭转实验一.实验目的:1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理,并进行操作练习。
2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限、剪切强度极限。
3.确定铸铁试样的剪切强度极限。
4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。
二.实验设备及工具:扭转试验机、游标卡尺、扳手。
三.试验原理:塑性材料和脆性材料扭转时的力学性能。
(在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。
参考材料力学、工程力学课本的介绍,以及相关的书籍介绍,自己编写。
)四.实验步骤1.a低碳钢实验(华龙试验机)(1)量直径:用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置,每个位置互相垂直地测量2次直径,取其平均值;然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
(2)安装试样:启动扭转试验机,手动控制器上的“左转”或“右转”键,调整活动夹头的位置,使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求,把试样水平地放在两夹头之间,沿箭头方向旋转手柄,夹紧试样。
(3)调整试验机并对试样施加载荷:在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点;根据你所安装试样的材料,在“实验方案读取”中选择“教学低碳钢试验”,并点击“加载”而确定;用键盘输入实验编号,回车确定(按Enter键);鼠标点“开始测试”键,给试样施加扭矩;在加载过程中,注意观察屈服扭矩的变化,记录屈服扭矩的下限值,当扭矩达到最大值时,试样突然断裂,后按下“终止测试”键,使试验机停止转动。
(4)试样断裂后,从峰值中读取最大扭矩。
从夹头上取下试样。
(5)观察试样断裂后的形状。
1.b低碳钢实验(青山试验机)(1)量直径:用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置,每个位置互相垂直地测量2次直径,取其平均值;然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
(2)安装试样:启动扭转试验机,手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键,调整活动夹头的位置,使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求,把试样水平地放在两夹头之间,用扳手顺时针旋转,夹紧试样。
(3)调整试验机并对试样施加载荷:在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、夹头间转角、切应变1、切应变2、试验时间的零点;选择“实验方案1”;用鼠标“新建”,在下拉菜单中,依次输入“试验编号”、“实验员”、“钢筋长度”、在“实验材料”中选择“塑性”、“材料形状”中选择“实心”和“钢筋直径”等信息后,点击“确定”;鼠标点“开始”键,就给试样施加扭矩了;在加载过程中,注意观察试样屈服时扭矩的变化,并记录屈服扭矩的下限值,当扭矩达到最大值时,试样突然断裂,后按下“停止”键,使试验机停止转动。
(4)试样断裂后,取下试样,从峰值中读取最大扭矩。
(5)观察试样断裂后的形状。
2.a铸铁实验(华龙试验机)(1)量直径:用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置,每个位置互相垂直地测量2次直径,取其平均值;然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
(2)安装试样:启动扭转试验机,手动控制器上的“左转”或“右转”键,调整活动夹头的位置,使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求,把试样水平地放在两夹头之间,沿箭头方向旋转手柄,夹紧试样。
(3)调整试验机并对试样施加载荷:在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点;根据你所安装试样的材料,在“实验方案读取”中选择“教学铸铁试验”,并点击“加载”而确定;用键盘输入实验编号,回车确定(按Enter键);鼠标点“开始测试”键,给试样施加扭矩;当扭矩达到最大值时,试样突然断裂,后按下“终止测试”键,使试验机停止转动。
(4)试样断裂后,从夹头上取下试样,读取峰值表中最大扭矩。
(5)观察试样断裂后的形状。
2.b低碳钢实验(青山试验机)(1)量直径:用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置,每个位置互相垂直地测量2次直径,取其平均值;然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
(2)安装试样:启动扭转试验机,手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键,调整活动夹头的位置,使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求,把试样水平地放在两夹头之间,用扳手顺时针旋转,夹紧试样。
(3)调整试验机并对试样施加载荷:在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、夹头间转角、切应变1、切应变2、试验时间的零点;选择“实验方案1”;用鼠标“新建”,在下拉菜单中,依次输入“试验编号”、“实验员”、“钢筋长度”、在“实验材料”中选择“脆性”、“材料形状”中选择“实心”和“钢筋直径”等信息后点击“确定”;鼠标点“开始”键,就给试样施加扭矩了;当扭矩达到最大值时,试样突然断裂,后按下“停止”键,使试验机停止转动。
(4)试样断裂后,取下试样,从峰值中读取最大扭矩。
(5)观察试样断裂后的形状。
五.实验记录注:低碳钢的剪切流动极限和强度极限的计算公式中应该乘一系数3/4。
原因是这样:圆周扭转在弹性范围内剪应力分布如图a所示,对于塑性材料,当扭矩增大到一定数值后,试样表面应力先达到流动极限,并逐渐向内扩展,形成环形塑性区,如图b所示。
若扭矩逐渐增大,塑性区也不断扩大。
当扭矩达到时,横截面上的剪应力都近似达到如图c所示,在这种剪应力分布下,流动时剪应力公式为。
在扭矩继续增加时,试样继续变形,材料进一步强化,当试样扭断时,整个横截面上的剪应力都达到,此时最大扭矩为,因此剪切强度极限和流动极限一样,近似地.由于铸铁是脆性材料,应力在横截面上从开始受力直至破坏都保持为线性分布,当试样边缘上的剪应力达到时,此时最大扭矩为,故仍有弹性阶段的应力公式计算强度极限。
六.数据处理七.实验结论八.预习思考题1.为什么扭转试样两端较粗,中间较细?中间和两端采用光滑曲线过度,而不是直角连接?2.在计算低碳钢屈服强度和极限强度的公式中为什么会出现3/4,而不是其他系数呢?3.如果扭转试样是屈服失效,请用最大剪应力理论分析一下,试样可能的断口形状。
4.如果扭转试样是断裂失效,请用最大正应力理论分析一下,试样可能的断口形状。
5.安装扭转试样为什么要“把试样水平地放在两夹头之间”?6.低碳钢试样在扭转时的变形要经历哪3个阶段?九.分析思考题1.扭转实验中你是怎样测量试样直径的?为什么采用这种方法?2.两种试样的断口形状分别是什么样的?怎样解释这种结果?3.铸铁试样扭转破坏断口的倾斜方向与施加扭矩的方向有无直接关系?为什么?4.通过你已经做过的拉伸、压缩、扭转实验,请总结一下低碳钢抗拉、抗压、抗剪强度的大小关系。
同样地,请总结一下铸铁的抗拉、抗压、抗剪性能。
5.结合你已经做过的拉伸、压缩、扭转实验,请分析低碳钢的载荷-变形曲线有什么共同点。
6. 对于本次实验,你有什么体会?你有什么建议?。