低碳钢和铸铁的扭转实验
低碳钢和铸铁扭转实验报告
低碳钢和铸铁扭转实验报告
实验目的：
通过对低碳钢和铸铁的扭转实验，比较两种材料的扭转特性差异。
实验装置：
1. 扭转试验机
2. 低碳钢样件
3. 铸铁样件
4. 数据采集仪器
实验步骤：
1. 根据样件尺寸和试验要求，制作低碳钢和铸铁样件。
2. 将样件安装到扭转试验机上，并连接数据采集仪器。
3. 调整实验参数，如扭转角度、扭矩等。
4. 开始进行扭转实验，记录数据，包括扭矩和转角。
5. 完成实验后，对数据进行分析和处理。
实验结果：
1. 低碳钢的扭转特性：记录低碳钢样件在不同扭转角度下的扭矩和转角数据，并绘制相应的扭转曲线图。
2. 铸铁的扭转特性：记录铸铁样件在不同扭转角度下的扭矩和转角数据，并绘制相应的扭转曲线图。
结果讨论：
1. 通过对低碳钢和铸铁的扭转特性进行比较，可以得出它们的扭转强度以及变形能力的差异。
2. 分析低碳钢和铸铁的扭转曲线，可以了解其材料性能的优劣。
3. 根据实验结果，可以选择合适的材料应用于不同领域，以满足对扭转强度和变形能力的不同要求。
结论：
通过对低碳钢和铸铁的扭转实验，我们可以得出它们的扭转特性有所不同。
通过对实验结果的分析，可以选择合适的材料用于相关领域，以满足不同的扭转要求。
低碳钢和铸铁扭转实验报告
低碳钢和铸铁扭转实验报告低碳钢和铸铁扭转实验报告引言：在现代工业中，钢和铸铁是最常用的金属材料之一。
它们在建筑、汽车制造、航空航天等领域扮演着重要的角色。
本实验旨在比较低碳钢和铸铁的力学性能，特别是在扭转试验中的表现。
实验设计：本实验使用了一台扭转试验机，通过施加扭矩来测试不同材料的扭转强度和变形能力。
实验中使用了相同的试样尺寸和几何形状，并确保试样表面的光洁度一致。
实验过程：1. 准备工作：清洁和标记试样，确保试样表面无杂质和损伤。
2. 安装试样：将试样固定在扭转试验机上，确保试样与扭转轴线平行。
3. 施加负载：逐渐增加扭矩，记录每个扭矩值下的变形情况。
4. 测量数据：使用应变计和位移传感器等设备，测量试样的应变和位移。
实验结果：通过对低碳钢和铸铁试样进行扭转实验，得到了以下结果：1. 扭转强度：低碳钢表现出较高的扭转强度，能够承受更大的扭矩而不发生破坏。
相比之下，铸铁的扭转强度较低，容易发生塑性变形和断裂。
2. 变形能力：低碳钢在扭转过程中表现出较好的变形能力，能够经受较大的扭转角度而不失去其原有形状。
而铸铁则在受到较小扭矩时就会发生明显的变形和断裂。
3. 韧性：低碳钢具有较高的韧性，能够在扭转过程中吸收更多的能量。
而铸铁的韧性较低，容易发生脆性断裂。
实验讨论：以上实验结果表明，低碳钢在扭转试验中表现出更好的力学性能。
这可以归因于低碳钢的晶格结构和化学成分。
低碳钢由铁和少量碳组成，碳的存在使得钢具有更好的强度和塑性。
相比之下，铸铁中的碳含量较高，导致其较低的强度和韧性。
然而，需要注意的是，实验结果可能受到一些因素的影响。
例如，试样的制备和处理过程可能存在差异，这可能导致实验结果的偏差。
此外，实验中只考虑了扭转加载情况下的性能比较，而在实际应用中，材料还需要满足其他力学要求，如拉伸和压缩等。
结论：通过本实验，我们对低碳钢和铸铁在扭转试验中的性能进行了比较。
结果显示，低碳钢具有更高的扭转强度和变形能力，以及更好的韧性。
材料力学实验报告扭转实验
材料力学实验报告扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能，包括扭转屈服极限、扭转强度极限等。
2、观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形现象，分析其破坏形式和原因。
3、熟悉扭转试验机的工作原理和操作方法。
二、实验设备1、扭转试验机2、游标卡尺三、实验原理在扭转实验中，材料受到扭矩的作用，产生扭转变形。
扭矩与扭转角之间的关系可以通过试验机测量得到。
对于圆形截面的试件，其扭转时的应力分布为：表面最大切应力：＄＼tau_{max} ＝＼frac{T}｛W_p}＄其中，＄T$为扭矩，＄W_p$为抗扭截面系数，对于实心圆截面，＄W_p ＝＼frac{＼pi d^3}｛16}＄，＄d$为试件的直径。
当材料达到屈服极限时，对应的扭矩为屈服扭矩$T_s$；当材料断裂时，对应的扭矩为极限扭矩$T_b$。
四、实验材料本次实验采用低碳钢和铸铁两种材料的圆柱形试件，其尺寸如下：低碳钢试件：直径$d_1 ＝ 10mm$，标距$L_1 ＝ 100mm$铸铁试件：直径$d_2 ＝ 10mm$，标距$L_2 ＝ 100mm$五、实验步骤1、测量试件的直径，在不同位置测量多次，取平均值。
2、安装试件，确保其中心线与试验机的轴线重合。
3、启动试验机，缓慢加载，观察扭矩和扭转角的变化。
4、当低碳钢试件出现屈服现象时，记录屈服扭矩$T_s$。
5、继续加载，直至试件断裂，记录极限扭矩$T_b$。
6、取下试件，观察其破坏形式。
六、实验结果及分析1、低碳钢试件屈服扭矩$T_s ＝ 45 N·m$极限扭矩$T_b ＝ 68 N·m$计算屈服应力：＄＼tau_s ＝＼frac{T_s}｛W_p} ＝＼frac{45×16}｛＼pi×10^3} ≈ 226 MPa$计算强度极限：＄＼tau_b ＝＼frac{T_b}｛W_p} ＝＼frac{68×16}｛＼pi×10^3} ≈ 358 MPa$低碳钢试件在扭转过程中，首先发生屈服，表现为沿横截面产生明显的塑性变形，形成屈服线。
低碳钢铸铁的扭转坏实验报告
低碳钢铸铁的扭转坏实验报告实验报告：低碳钢和铸铁的扭转坏目的：本实验旨在通过扭转实验，研究和比较低碳钢和铸铁的扭转性能和断裂行为，从而了解不同材料的扭转性能差异。
实验原理：扭转实验是一种用来研究材料的刚性和塑性特性的方法。
在扭转实验中，材料样品受到外部力矩的作用，从而发生旋转。
在达到一定的应变条件下，材料会发生塑性变形或断裂。
实验步骤：1.准备实验所需的低碳钢和铸铁样品。
确保样品尺寸均匀一致。
2.将样品固定在扭转仪的夹具中，确保样品在实验过程中不会移动。
3.选择适当的扭转速度和扭转角度。
开始实验前，确保扭转仪的仪器读数和实际情况一致。
4.开始扭转实验，记录下扭转过程中的力矩读数。
5.当样品发生断裂或者达到预定的扭转角度时，停止实验。
实验结果：通过实验记录，我们得到了低碳钢和铸铁的扭转实验结果。
其中，低碳钢在扭转过程中的力矩逐渐增加，并在一定扭转角度后突然减小，发生断裂。
铸铁则在扭转过程中的力矩增长速度较低，且在一定扭转角度后出现塑性变形，但并未断裂。
实验分析与讨论：从实验结果来看，低碳钢的扭转性能较好，表现出较高的刚性和强度。
而铸铁的扭转性能相对较差，表现出一定的塑性和韧性。
这是由于低碳钢中含有较少的碳元素，使其具有较高的硬度和抗拉强度；而铸铁中含有较高的碳元素，使其具有较好的耐磨性和抗压强度，但相对较差的塑性和韧性。
此外，低碳钢的断裂是突然发生的，表明其具有较好的脆性。
而铸铁在扭转过程中出现塑性变形而不断裂，表明其具有一定的韧性。
结论：通过本次实验，我们对低碳钢和铸铁的扭转性能和断裂行为有了一定的了解。
低碳钢具有较好的刚性和强度，而铸铁具有一定的塑性和韧性。
这些性能差异源于材料的化学成分和微观结构。
低碳钢和铸铁扭转试验
低碳钢和铸铁扭转实验一、实验目的１．观察比较低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形现象、破坏形式。
２．测定低碳钢扭转时的屈服点τs 和抗扭强度τb 。
３．测定铸铁扭转的抗扭强度τb 。
二、实验设备与试件１．扭转试验机。
２．游标卡尺。
３．扭转试件参照国家标准GB10128–88采用圆形截面试件(如图2–13所示)，为中间段试件直径；0d Ｌ0为试件原始标距；Ｌc 为试件平行长度；d 0＝10 mm，Ｌ0＝100 mm或50 mm，Ｌc ＝120 mm或70 mm，如果采用其他直径的试件，其平行长度为标距加上两倍直径。
试件两头为夹持端，因为试件受扭，在两头夹持部分对称加工两个相互平行的平面，以便于安装夹紧。
图2–13 扭转试件图三、实验原理和方法试件受扭时将产生扭转变形，扭矩Ｔ和扭角ϕ相应增加，试验机将自动记录数据大小并在电脑显示屏上自动绘出ϕ−Ｔ曲线图，如图2–14所示。
从图2–14(a)可以看出，低碳钢扭转试验开始为弹性变形阶段，Ｔ与ϕ成正比，横截面上剪应力呈线性分布，横截面周边处的剪应力最大，圆心为零。
当扭矩Ｔ增大，试件开始产生屈服，横截面周边处的剪应力首先达到屈服极限，随着扭转变形的增加，剪应力由横截面周边处开始向圆心扩展逐步达到屈服极限，即塑性区由圆周向圆心扩展，直到整个截面达到屈服。
在屈服过程中ϕ−Ｔ曲线显示为屈服平台，这时扭矩为屈服扭矩Ｔs 。
屈服过后为强化阶段，扭矩又开始缓慢上升，试件扭角迅速增加，当扭矩达到最大值Ｔb 时试件断裂。
考虑到整体屈服后塑性变形对应力分布的影响，低碳钢扭转屈服点理论上应按式τs =w T s43计算，抗扭强度理论上应按τb ＝wT b43计算，但是为了试验结果的可比性，根据国标GB／T10128–88，图2–14 扭转曲线图τs 和τb 的计算公式为：τs ＝ＷＴs ， τb ＝ＷＴb 公式中：Ｗ为截面系数。
图2–14(b)为铸铁的扭转曲线图，铸铁受扭时变形很小没有屈服阶段，因此断裂时的扭矩就是最大扭矩Ｔb ，抗扭强度为： τb ＝ＷＴb 四、实验步骤１．低碳钢试件 (1) 用游标卡尺在标距两端和中间部位，分别沿相互垂直的两个方向各测量一次直径，并分别计算这三个截面的平均值，取其最小值计算试件的横截面积。
材料的扭转实验实验报告
一、实验目的1. 验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。
2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限，掌握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能。
3. 绘制扭矩一扭角图，观察和分析两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异。
4. 了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。
二、实验仪器1. 游标卡尺：10-150mm，精度CTT502。
2. 微机控制电液伺服扭转试验机：最大扭矩500N·m，最大功率。
三、实验原理和方法1. 扭转变形公式：扭转过程中的扭矩T、扭角θ、剪切应力τ、切变模量G之间存在如下关系：τ = T (r / J) = G (θ / L)其中，r为试样半径，J为截面极惯性矩，L为试样长度。
2. 剪切强度极限：当试样达到剪切强度极限时，试样将发生断裂。
剪切强度极限b的表达式为：b = (4 σt / 3) (r / J)其中，σt为剪切应力。
3. 实验步骤：1）将低碳钢和铸铁试样分别安装在扭转试验机上，调整试验机至预定位置。
2）使用游标卡尺测量试样直径，记录数据。
3）启动试验机，以恒定速度施加扭矩，观察试样在扭转过程中的变形情况。
4）当试样达到屈服点时，记录扭矩值，计算剪切屈服极限。
5）继续施加扭矩，直至试样断裂，记录最大扭矩值，计算剪切强度极限。
6）绘制扭矩一扭角图，分析两种材料在扭转过程中的力学现象。
四、实验结果与分析1. 实验数据：低碳钢：- 直径：d = 10mm- 屈服扭矩：T屈服= 200N·m- 最大扭矩：T最大= 300N·m铸铁：- 直径：d = 10mm- 屈服扭矩：T屈服= 100N·m- 最大扭矩：T最大= 150N·m2. 分析：通过实验结果，可以看出低碳钢和铸铁在扭转过程中的力学性能存在明显差异。
低碳钢的屈服扭矩和最大扭矩均高于铸铁，说明低碳钢的扭转性能优于铸铁。
这是由于低碳钢具有良好的塑性变形能力，而铸铁属于脆性材料，抗扭性能较差。
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告
低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告低碳钢和铸铁是常见的金属材料，在工业生产和日常生活中广泛应用。
本次实验旨在通过扭转破坏试验比较两种材料的力学性能和强度差异。
1.实验目的：(1)了解低碳钢和铸铁的力学性能；(2)比较低碳钢和铸铁在扭转加载下的强度差异。
2.实验仪器和试件：(1)扭转试验机：用于施加扭转力；(2) 低碳钢试件：长度为200mm，直径为10mm；(3) 铸铁试件：长度为200mm，直径为10mm。
3.实验步骤：(1)准备两组试件，分别为低碳钢和铸铁试件；(2)将试件固定在扭转试验机上，保证试件端部垂直于扭转轴线；(3)施加扭转负荷，并记录扭转力和扭转角度；(4)当试件出现破坏时停止加载，记录破坏负荷和扭转角度。
4.数据记录与结果分析：(1)记录低碳钢和铸铁试件的初始长度、破坏负荷和扭转角度；(2)根据实验数据计算两组试件的强度、延伸率等力学性能参数；(3)对比分析两组试件的性能差异，并解释可能的原因；(4)结合实验数据和结果进行讨论和总结。
5.实验注意事项：(1)在加载过程中，避免超过试件的承载能力，以防止试件破坏过程过快或损坏设备；(2)实验后及时清理和维护实验设备，确保下次实验的可靠性。
6.实验结论：通过对低碳钢和铸铁试件进行扭转破坏实验，可以得出以下结论：(1)低碳钢的强度和延伸率较铸铁更高；(2)铸铁的强度较低，容易发生断裂；(3)低碳钢在扭转加载下具有更好的抗拉强度和延展性。
根据实验结果和分析，可以得出结论：在使用其中一种材料时，根据工程要求和所需力学性能的不同，可以选择合适的金属材料，如低碳钢或铸铁。
低碳钢、铸铁的扭转破坏实验报告
低碳钢、铸铁的扭转破坏实验一：实验目的和要求 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、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式，并对试件断口形貌进行分析。
二：实验设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺 三、实验原理 1、低碳钢扭转实验低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图（a ）所示。
T T bT s0 φ图1. 低碳钢材料的扭转图1. 低碳钢材料的扭转图(a) (b) (c) 图2. 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图ττsτsdAρ低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩T 与扭转角φ成正比关系(见图1)，横截面上剪应力τ沿半径线性分布，如图2(a)所示。
随着扭矩T 的增大，横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限τs且塑性区逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区，但中心部分仍是弹性的，见图2(b)。
试件继续变形，屈服从试件表层向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区，如图2(c)所示。
此时在T-φ曲线上出现屈服平台(见图1)，试验机的扭矩读数基本不动，此时对应的扭矩即为屈服扭矩T s 。
随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件破坏为止。
因扭转无颈缩现象。
所以，扭转曲线一直上升直到破坏，试件破坏时的扭矩即为最大扭矩T b 。
由t s d s As s W d dA T τρπρρτρτ3422/0===⎰⎰）（ 可得低碳钢材料的扭转屈服极限t s s W T 43=τ；同理，可得低碳钢材料扭转时强度极限tb b W T43=τ，其中316d W t π=为抗扭截面模量。
2、铸铁扭转实验铸铁试件受扭时，在很小的变形下就会发生破坏，其扭转图如图3所示。
TT b图3. 铸铁材料的扭转图从扭转开始直到破坏为止，扭矩T 与扭转角近似成正比关系，且变形很小，横截面上剪应力沿半径为线性分布。
试件破坏时的扭矩即为最大扭矩T b ，铸铁材料的扭转强度极限为tbb W T =τ。
低碳钢和铸铁扭转实验
低碳钢和铸铁扭转实验一、概述工程中有许多承受扭转变形的构件，了解材料在扭转变形时的力学性能，对于构件的合理设计和选材是十分重要的。
材料在扭转变形下的力学性能只能通过试验来测定；扭转变形是构件的基本变形之一。
因此扭转试验也是材料力学基本实验之一。
二、实验目的1、测定低碳钢的剪切屈服极限τ，及低碳钢铸铁的剪切强度极限τb2、铸铁的抗扭强度极限τb3、观察、比较分析两种材料在扭转过程中变形和破坏形式。
4、学习自动绘制T－υ曲线及微机控制电子扭转实验机、扭角仪的操作三、实验设备和仪器1、2、3、微机控制电子扭转实验机游标卡尺四、试件扭转试验所用试件与拉伸试件的标准相同，一般使用圆形试件，d0=10mm，标距l0=50mm或100mm,平行长度l为70mm或120mm。
其它直径的试样，其平行长度为标距长度加上两倍直径。
为防止打滑，扭转试样的夹持段宜为类矩形，如图3-1所示。
图3-1五、实验原理扭转试验是材料力学试验最基本、最典型的试验之一。
进行扭转试验时，把试件两夹持端分别安装于扭转试验机的固定夹头和活动夹头中，开启试验机，试件便受到了扭转荷载，试件本身也随之产生扭转变形。
扭转试验机上可以直接读出扭矩M和扭转角υ，同时试验机也自动绘出了M—υ曲线图，一般υ是试验机两夹头之间的相对扭转角。
扭转试验的标准是GB/T10128-1988。
因材料本身的差异，低碳钢扭转曲线有两种类型，如图3-2所示。
扭转曲线表现为弹性、屈服和强化三个阶段，与低碳钢的拉伸曲线不尽相同，它的屈服过程是由表面逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区。
当横截面的应力全部屈服后，试件才会全面进入塑性。
在屈服阶段，扭矩基本不动或呈下降趋势的轻微波动，而扭转变形继续增加。
当首次扭转角增加而扭矩不增加（或保持恒定）时的扭矩为屈服扭矩，记为M；首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩，记为Mu；屈服阶段中最小的扭矩为下屈服扭矩，记为ML（不加说明时指下屈服扭矩）。
对试件连续施加扭矩直至扭断，从试验机扭矩标识上读得最大值。
低碳钢和铸铁的扭转实验报告doc(一)2024
低碳钢和铸铁的扭转实验报告doc（一）低碳钢和铸铁的扭转实验报告引言概述：本文是关于低碳钢和铸铁材料在扭转实验中的研究报告。
扭转实验是一种常见的力学实验方法，可用于评估材料的扭转性能及其在实际工程中的应用潜力。
本文将从实验设计、实验过程、实验结果和讨论等方面对低碳钢和铸铁在扭转实验中的行为进行详细阐述。
正文：1. 实验设计1.1 选择材料：低碳钢和铸铁1.2 实验目的：比较低碳钢和铸铁在扭转实验中的性能差异1.3 实验装置：扭转实验机、力传感器、扭转角度传感器等2. 实验过程2.1 试样制备：根据标准规范，制备相应尺寸的低碳钢和铸铁试样2.2 装配试样：将试样固定在扭转实验机上，保持试样处于正常运转状态2.3 参数设置：根据实验要求，设置扭转实验机的转速和扭矩参数2.4 数据记录：利用实验装置的传感器，记录扭矩和扭转角度的随时间变化情况2.5 实验重复：对于每个材料类型，重复三次实验，以确保结果的可靠性3. 实验结果3.1 低碳钢材料的扭转性能结果3.1.1 扭转角度随时间的变化曲线3.1.2 扭矩随时间的变化曲线3.1.3 扭转刚度的计算结果3.1.4 最大扭转角度及断裂点的确定3.2 铸铁材料的扭转性能结果3.2.1 扭转角度随时间的变化曲线3.2.2 扭矩随时间的变化曲线3.2.3 扭转刚度的计算结果3.2.4 最大扭转角度及断裂点的确定4. 数据分析与讨论4.1 低碳钢与铸铁的扭转性能比较4.1.1 扭转角度和扭矩的趋势对比4.1.2 扭转刚度的比较4.2 对低碳钢和铸铁在实际工程中的应用潜力进行讨论 4.2.1 强度和韧性的比较4.2.2 材料成本和可加工性的考量4.2.3 抗腐蚀性能的评估5. 结论本实验研究了低碳钢和铸铁在扭转实验中的表现，并进行了对比分析和讨论。
根据实验结果，可以得出结论：低碳钢在扭转性能方面可能具有更好的性能和应用潜力，但铸铁在特定工程应用中可能更为适用。
然而，进一步的研究和分析仍有待开展，以深入了解这两种材料的性能特点和实际应用潜力。
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实验一：
低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验
一、实验目的
1．试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
2．测定该试样所代表材料的σs、σb、ψ、δ等值。
3．对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。
4．学习、掌握微机控制电液伺服万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、仪器设备和量具
微机控制电液伺服万能试验机，材料试验机，数显压力实验机，游标卡尺。
三、低碳钢的拉伸和压缩实验
1．低碳钢的拉伸实验
在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。
试件受拉伸过程中，观察屈服（流动）、强化、颈缩、断裂等现象；绘制p——ΔL曲线如图2—1（a）所示；记录试件的屈服抗力P s和最大抗力P b。
试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离L1。
依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。
图2—1 低碳钢拉伸图及压缩图
强度指标：
屈服极限 4
,2
d A A P s s πσ==其中 强度极限 A
P b
b =σ 塑性指标：
延伸率 %1001⨯-=L L
L δ 断面收缩率 %1002
2
12⨯-=d
d d ψ
2．低碳钢的压缩实验
实验前，测量试件的直径d 和高度h 。
实验时，观察低碳钢试件压缩过程中的现象，绘出P —ΔL 曲线，测定试件屈服时的抗力P s ，从而计算出低碳钢的屈服极限：
A
P s
s =
σ 四、灰口铸铁的压缩实验
实验前测定试件的直径d 和高度h 。
实验时观察灰口铸铁试件在压缩过程中的现象，尤其是断口形状；绘出P ——ΔL 曲线如图2—2（b ）所示；记录压缩破坏时的最大抗力P b ，计算灰口铸铁压缩强度极限。
即
A
P b b =σ
图2—2 灰口铸铁压缩图
五、实验操作
1．准备工作
（1）打开试验机总电源，打开电脑。
（2）测量拉伸试样的标距长度L和直径d，测量低碳钢压缩试样的长度H和直径d，作好原始数据的记录。
2．安装试件
将试件夹持于材料试验机的上夹头中，为了夹持方便可用向下或向上运行调节下夹头的位置，使下拉伸夹头能夹住试件时立即停机。
将横梁速度转到2mm/min挡，然后把试件夹持于下夹头中（此时试件可能已受到了夹紧过程中少量的轴力，故不要再调整仪器荷载的零点）。
3．打开液压泵和控制器电源，运行测试软件，新建实验数据。
4．对显示数据清零，点击“实验”，打开控制单元，选择“速度控制”，控制速度以5mm/min为宜（在2～10 mm/min速度范围内可任意选择），开始实验。
5．加载试验
注意观察实验过程中的试件变形情况和“力-位移”曲线的变化情况。
在此实验中注意弹性范围和屈服现象，记下屈服时的荷载。
屈服段之后，可提高加载速度，按下5mm/min键或按下10mm/min。
注意观察材料的强化和颈缩现象，记录荷载极限值。
6．仪器复原
实验完后要使仪器复原，关闭实验机控制器，关闭油泵电源，关闭测试软件，整个实验结束后关闭总电源。
7．普通材料实验机操作步骤
（1）测量试件原始尺寸（直径和标距）
（2）安装试件，贴记录纸，安装记录笔
（3）刻度盘调零，加载（静载）
（4）记录屈服时的拉力（F1）
（5）继续加载，直至出现明显的局部变形后断裂，记录最大拉力（F2）
（6）拆下试件和记录纸，测量断裂后最小截面尺寸和断后标距
8．低碳钢压缩实验
其操作步骤与拉伸时基本相同，不同之处有：
（1）试件放于下压头的中心处，转动上压头手轮，使上压头逐渐接近试样。
但不能接触试样。
（2）输入原始数据（直径），关闭回油阀，按下“试验”按钮，清零。
（3）按“启动”按钮，缓慢打来进油阀（注意控制加载速率），使上压头接触试样，控制进油阀开度，使加荷速率控制在8N/s以内。
（4）试样不会断裂，当压力达到500左右，即可停止实验，记录最大压力。
（5）打开回油阀，取出试件，关闭试验机电源。
9．铸铁压缩实验
操作步骤与低碳钢压缩相同，不同的是试件破断后停机。
六、预习思考题
1．低碳钢试样拉伸断裂时的载荷比最大载荷P b小，按公式σ=P/A0计算，断裂时的应力比σb小，为什么应力减小后反而断裂。
2．压缩时为什么必须将试件对准试验机压头的中心位置，如没有对中会产生什么影响？
3．说明压缩过程中铸铁和低碳钢变形特点和破坏情况。
实验二
扭转试验
一、试验目的
1、测定低碳钢的剪切屈服极限τs 。
和剪切强度极限近似值τb 。
2、测定铸铁的剪切强度极限τb 。
3、观察并分析两种材料在扭转时的变形和破坏现象。
二、设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺
三、试验原理 1、低碳钢试样
对试样缓慢加载，试验机的绘图装置自动绘制出T-φ曲线（见图1）。
最初材料处于
图1 低碳钢是扭转试验
弹性状态，截面上应力线性分布，T-φ图直线上升。
到A 点，试样横截面边缘处剪应力达到剪切屈服极限τs 。
以后，由屈服产生的塑性区不断向中心扩展，T-φ图
呈曲线上升。
至B 点，曲线趋于平坦，这时载荷度盘指针停止不动或摆动。
这不动或摆动的最小值就是屈服扭矩T s 。
再以后材料强化，T-φ图上升，至C 点试样断裂。
在试验全过程中，试样直径不变。
断口是横截面（见图2a ），这是由于低碳钢抗剪能力小于抗拉能力，而横截面上剪应力最大之故。
图2 低碳钢和铸铁的扭转端口形状
据屈服扭矩 p
s
W T 43s =
τ （2-1） 按式2-1可计算出剪切屈服极限τs 。
据最大扭矩T b 可得：p
b
b W T 43=
τ （2-2） 按式2-2可计算出剪切强度极限近似值τb 。
说明：（1）公式（2-1）是假定横截面上剪应力均达到τs 后推导出来的。
公式（2-2）形式上与公式（2-1）虽然完全相同，但它是将由塑性理论推导出的Nadai 公式略去了一项后得到的，而略去的这一项不一定是高阶小量，所以是近似的。
（2）国标GB10128-88规定τs 和τb 均按弹性扭转公式计算，这样得到的结果可以
用来比较不同材料的扭转性能，但与实际应力不符。
II、铸铁试样
铸铁的曲线如图3所示。
呈曲线形状，变形很小就突然破裂，有爆裂声。
断裂面粗糙，是与轴线约成45°角的螺旋面（见图1-3-2b）。
这是由于铸铁抗拉能力小于抗
按弹性扭转公式1-3-3剪能力，而这面上拉应力最大之故。
据断裂前的最大扭矩T
b
可计算抗扭强度τ。
b
图3 铸铁扭转曲线图
四、试验步骤
1、测量试样尺寸
以最小横截面直径计算截面系数（抗扭截面模量）W p。
2、试验机准备
刻度盘指针调零指针调零，安装绘图记录纸，安装记录笔。
3、安装试样，用粉笔在试样上画一母线，用以观察试样变形情况。
4、测试
对低碳钢试样，起先缓慢加载，注意观察绘图和载荷指针转动情况。
待记录下屈服扭矩T s后改用快速加载，直至断裂记录下最大扭矩T s。
对铸铁试样，慢速加载，注意观察绘图、载荷指针转动和试样变形情况直到试样断裂，记录下最大扭矩T b。
5、取下试样，观察并分析断口形貌和形成原因。
6、试验机回复原状，清理现场。
五、思考题
1、根据低碳钢和铸铁试样扭转破坏的情况分析破坏原因。
2、铸铁扭转破坏断裂面为何是45°螺旋面？。