1、低碳钢、铸铁扭转试验低碳钢、铸铁扭转试验地质工程实验中心地质工程实验中心（实验项目三）（实验项目三）1ppt课件2ppt课件1 1、掌握扭转试验机操作。、掌握扭转试验机操作。2 2、低碳钢的剪切屈服极限、低碳钢的剪切屈服极限ss。3 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限、低碳钢和铸铁的剪切强度极限bb。4 4、比较低碳钢和铸铁在扭距的作用下变形规律、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和破坏现象的不同3ppt课件4ppt课件一一)硬件硬件、ND-1000C 型扭转试验机型扭转试验机试件主机 试验机夹具试验机夹具采用定位套定采用定位套定位，螺钉带动位，螺钉带动滑块加紧的夹滑块加紧的夹
2、持方式，能够持方式，能够使试样保持良使试样保持良好的同轴性，好的同轴性，夹持可靠，装夹持可靠，装夹极为方便。夹极为方便。5ppt课件ND-1000C ND-1000C 型扭转试验机结构示意图型扭转试验机结构示意图ND-1000C 型型扭转试验机扭转试验机是一种对金是一种对金属或非金属属或非金属材料试样进材料试样进行扭转试验行扭转试验的测量仪器的测量仪器设备。设备。6ppt课件二二)软件软件1、xperttest 试验软件试验软件 a、控制方式、控制方式 位移：角度、转速。位移：角度、转速。荷载：弯荷载：弯 距距 几种方式可任意互换。几种方式可任意互换。b、加载方式、加载方式 加载、卸载、保持；
3、可任意互换。加载、卸载、保持；可任意互换。c、数据采集、数据采集 主控信号：主控信号：弯距、弯距、角度、时间。角度、时间。采集方式：连续、间隔。采集方式：连续、间隔。7ppt课件8ppt课件1、低碳钢扭转实验、低碳钢扭转实验实验前，用游标卡尺测定试件的直径实验前，用游标卡尺测定试件的直径d d。在加载过程中，可用机器的记录装置绘出在加载过程中，可用机器的记录装置绘出T-T-图。在比例极限内，图。在比例极限内，T T与与成线形关系。横截面上切应力首先到达沿半径分布如图成线形关系。横截面上切应力首先到达沿半径分布如图a,a,随着随着T 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的
4、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s如图如图b b，但中心部位仍然弹性的，所以，但中心部位仍然弹性的，所以T T仍可以增加，仍可以增加，T T与与的关系成的关系成为曲线。直到整个截面几乎都是塑性区如图为曲线。直到整个截面几乎都是塑性区如图c,Tc,T与与出现屈服平台，出现屈服平台，T T数据上下轻微波动，相应的扭矩为数据上下轻微波动，相应的扭矩为T Ts s，则，则Ts s与与s s的关系：的关系：s s=sW Wt tW Wt t =d16163 3抗扭截面系数抗扭截面系数9ppt课件 过屈服阶段后，材料的强化使扭矩又有缓慢的上升。过屈服阶段后，材料的强化使扭矩又有缓慢
5、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。直至扭矩到达极限到达极限b b,试样被扭断。试样被扭断。b b=bW Wt t 与与b b相应的剪切相应的剪切强度极限强度极限b b 人约定人约定公式计算：公式计算：扭矩和扭角示意图扭矩和扭角示意图10ppt课件2、铸铁扭转实验、铸铁扭转实验实验前，用游标卡尺测定试件的直径实验前，用游标卡尺测定试件的直径d d。由于铸铁是脆性材料，受扭时变形很小就突然断裂。其中由于铸铁是脆性材料，受扭时变形很小就突然断裂。其中T-T-图接近直图接近直线，如把它作为直线，线，如把它作为直线，b b 可以按线弹性公
6、式计算即可以按线弹性公式计算即扭矩和扭角示意图扭矩和扭角示意图 记录下铸铁断裂时的记录下铸铁断裂时的最大扭矩最大扭矩b b，计算其拉伸计算其拉伸剪切强度极限：剪切强度极限：由于脆性材料一扭就断由于脆性材料一扭就断其断口形状为其断口形状为45b b=bW Wt t11ppt课件12ppt课件一一)扭转扭转 试件试件1 1试样的加工试样的加工 按下图进行试样的加工，注意将夹持段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、铸铁扭转试样低碳钢、铸铁扭转试样13ppt课件二二)设计实验程序设计实验程序1 1、实验
7、操作、实验操作界面界面 主要是对扭主要是对扭转试验机运行宏转试验机运行宏观控制，及试验观控制，及试验结果及图象的观结果及图象的观察。察。实验按扭组输入表通道显示窗口14ppt课件2 2、试验条件、试验条件界面界面 这个界面是这个界面是试验方案试验方案界面，界面，定义试验名称和定义试验名称和方案，以备查找方案，以备查找数据用。数据用。通过试验条件通过试验条件15ppt课件2 2、试验条件、试验条件界面界面 这个界面是这个界面是计算项目计算项目界面，界面，主要为计算项目主要为计算项目做准备。做准备。16ppt课件2 2、试验条件、试验条件界面界面 这个界面是这个界面是试样输入试样输入界面，界面，主
8、要输入试验试主要输入试验试样的尺寸。样的尺寸。17ppt课件2 2、试验条件、试验条件界面界面 这个界面这个界面是是控制参数控制参数界界面，主要是控面，主要是控制方式和控制制方式和控制参数的设定。参数的设定。18ppt课件 试验步骤试验步骤1.1.测量试样尺寸测量试样尺寸 在试件两端及中部位置，沿两个相互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垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算个横截面面积。面积。在试样上面划一条直线，以观察其试样扭转时，试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样的变化。电源接通
9、，启动计算机并先运行试验机软件。旋转螺钉将滑块调到适当的位置，选择合适的定位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。套，放入两夹头内。将试样一端装入静夹头，旋紧夹紧螺钉，对试样进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。行初夹紧，推动尾座到适当位置。19ppt课件设定转速，按设定转速，按“正转正转”或或“反转反转”按钮转动主动夹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
10、将试样可靠夹紧。进行，最终将试样可靠夹紧。将试样夹紧后将试样夹紧后,既可开始准备做试验。既可开始准备做试验。7.7.打印：可打印试验报告、扭矩打印：可打印试验报告、扭矩转角曲线。转角曲线。8.8.关机顺序为：退出试验程序，关闭主机电源，关闭关机顺序为：退出试验程序，关闭主机电源，关闭EDCEDC测控系统电源，关闭计算机。测控系统电源，关闭计算机。20ppt课件21ppt课件1、原始数据低碳钢直径（mm）铸铁直径(mm)低碳钢屈服扭距(Nm)低碳钢最大扭距(Nm)铸铁最大扭距(Nm)22ppt课件低碳钢平均直径低碳钢平均直径:R R=10.0 =10.0 mm mm 抗扭截面系数抗扭截面系数:W
11、:Wt t铸铁平均直径铸铁平均直径:R R=10.0 =10.0 mm mm 抗扭截面系数抗扭截面系数:W:Wt t铸铁铸铁:剪切强度极限：剪切强度极限：低碳钢低碳钢:剪切屈服极限：剪切屈服极限：剪切强度极限剪切强度极限:2、计算结果tbbWM43tbbWT43tbbWTtssWT433、扭距和转角曲线23ppt课件24ppt课件1 1、比较低碳钢的拉伸和扭转实验，从进入、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塑性变形阶段到破坏的全过程有什么明显的差别。差别。2 2、低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同、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。现象？断口有何不同？分析起原因。3 3、低碳钢和铸铁在扭转时，要测得那些数、低碳钢和铸铁在扭转时，要测得那些数据？观察那些现象？据？观察那些现象？25ppt课件谢 谢！26ppt课件27ppt课件28ppt课件
