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实验三 扭转实验
一、实验目的
1.测定低碳钢扭转时的强度性能指标：扭转屈服应力
和抗扭强度
。
2.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度
。
3.绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。
二、实验设备和仪器
1.扭转试验机 2.游标卡尺
三、实验试样
按冶金部标准采用圆形截面试件，两端成六角形。如图1所示。
图1 扭转试件图
圆形截面试样的直径
，标距
或
，平行部分的长度为
。若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标距加上两倍直径。试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。
由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB10128—88。
四、实验原理与方法
1.测定低碳钢扭转时的强度性能指标
试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶矩的增加，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩
，低碳钢的扭转屈服应力为
（１）
式中：
为试样在标距内的抗扭截面系数。
在测出屈服扭矩
后，改用电动加载，直到试样被扭断为止。测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩
，低碳钢的抗扭强度为
（２）
对上述两公式的来源说明如下：
低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的
图如图12所示。当达到图中
点时，
与
成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力
，如能测得此时相应的外力偶矩
，如图13a所示，则扭转屈服应力为
（３）
本文来源：https://www.wddqxz.cn/a3e5c28e1511cc7931b765ce05087632301274bb.html
2022-07-07
