实验项目3： 低碳钢、铸铁的扭转实验

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s τ和抗扭强度b τ。

2.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度b τ。

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m m 10=d ，标距d l 5=或d l 10=，平行部分的长度为mm 20+l 。

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es M ，低碳钢的扭转屈服应力为pess 43W M =τ （１） 式中：16/3p d W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。

在测出屈服扭矩s T 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eb M ，低碳钢的抗扭强度为pebb 43W M =τ （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ϕ-e M 图如图12所示。

当达到图中A 点时，e M 与ϕ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s τ，如能测得此时相应的外力偶矩ep M ，如图13a 所示，则扭转屈服应力为pep s W M =τ （３）经过A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图2b 所示。

低碳钢扭转破坏试验实验报告黄冬2015-10-29低碳钢和铸铁扭转破坏试验一、实验目的和要求1．测定低碳钢的剪切屈服点s τ、抗剪强度b τ和铸铁的抗剪强度b τ，观察扭矩—扭转角曲线（T -φ曲线）。

2．观察两类材料试样扭转破坏断口形貌，并进行比较和分析。

3．测定低碳钢的切变模量G 。

4．验证圆截面杆扭转变形的胡克定律（p /GI Tl =Φ）。

二、实验设备和仪器1．微机控制扭转试验机。

2．游标卡尺。

3. 装夹工具。

三、实验原理和方法遵照国家标准(GB/T10128—1988)采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。

如材料的剪切屈服点s τ和抗剪强度b τ等。

圆截面试样须按上述国家标准制成(如图4-1所示)。

试样两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。

图 4-1试验机软件的绘图系统可绘制扭矩一扭转角曲线，简称扭转曲线（图4-2a 、b 中的T —φ曲线）。

从图4-2a 可以看到，低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段(oa 段)、屈服阶段(ab 段)和强化阶段(cd 段)构成，但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。

由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时试验段的扭转角可达π10以上。

a ）低碳钢 b) 铸铁图 4-2图4-2b 所示的铸铁试样扭转曲线可近似地视为直线(与拉伸曲线相似，没有明显的直线段)，试样破坏时的扭转变形比拉伸破坏时的变形要明显得多。

从扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩T s 和破坏扭矩T b 。

由T s s /W T =τ和T b b /W T =τ计算材料的剪切屈服点s τ和抗剪强度b τ，式中：16/30T d W π=为试样截面的抗扭截面系数。

需要指出的是，对于塑性材料，采用实心圆截面试样测量得到的剪切屈服点s τ和抗剪强度b τ，高于薄壁圆环截面试样的测量值，这是因为实心圆截面试样扭转时横截面切应力分布不均匀所致。

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。

低碳钢和铸铁的扭转实验报告下载（一）引言概述：本文是关于低碳钢和铸铁的扭转实验报告，旨在研究和比较这两种材料在扭转加载下的力学性能和行为。

通过对扭转实验的设计和实施，我们得出了一系列关于低碳钢和铸铁的扭转性能的定量和定性分析结果。

这些结果对于了解低碳钢和铸铁材料的力学特性以及其在不同工程应用中的适用性具有重要的意义。

正文：1. 扭转实验设计a. 实验目的和背景b. 实验样品的选择和制备c. 实验设备和仪器的使用d. 实验参数的设定（包括角速度和加载方式）2. 低碳钢的扭转性能a. 扭转试验过程中的应力变化曲线b. 扭转试验的断裂形态和断口特征c. 低碳钢的扭转强度和韧性分析d. 低碳钢的应变硬化和塑性行为研究e. 低碳钢的应力-应变曲线及其解释3. 铸铁的扭转性能a. 铸铁在扭转试验中的强度变化特点b. 铸铁的断裂形态和断口特征c. 铸铁的扭转疲劳寿命分析d. 铸铁的扭转塑性讨论e. 铸铁的应力-应变曲线及其解释4. 低碳钢与铸铁的比较a. 低碳钢和铸铁的扭转强度对比b. 低碳钢和铸铁的韧性对比c. 低碳钢和铸铁的塑性行为对比d. 低碳钢和铸铁的断裂形态和断口特征对比e. 低碳钢和铸铁在扭转加载下的适用性对比5. 结论通过对低碳钢和铸铁的扭转实验进行分析和比较，我们得出了以下结论：a. 低碳钢具有较高的扭转强度和韧性，适用于要求较高强度和韧性的工程应用；b. 铸铁在扭转加载下具有较好的疲劳寿命，适用于要求较高疲劳寿命的应用；c. 低碳钢和铸铁在扭转塑性行为和断裂形态上存在一定的差异；d. 根据具体的工程需求和应用环境，可以选择合适的材料来满足相关要求。

总结：通过本次低碳钢和铸铁的扭转实验研究，我们对这两种材料的力学性能和行为有了较全面的了解。

这对于工程领域中对材料选型和应用具有重要的参考意义。

同时，本文还对低碳钢和铸铁进行了详细的比较和分析，使读者能够更好地理解和评估它们在不同工程应用中的适用性。

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。

邵 阳 学 院 实 验 报 告实验项目： 低碳钢、铸铁的扭转实验实验日期 实验地点 成 绩 院 系 班 级 指导老师 同组成员 学生姓名 学生学号一、实验内容和目的：1. 观察低碳钢和铸铁的变性现象及破坏形式；2. 测定低碳钢的剪切屈服极限τs 和剪切强度极限τb ；3. 测定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（规格、型号）扭转试验机（型号： ）； 游标卡尺三、实验原理低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图1所示。

TT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t b b W T 43=τ，其中316d W t π=为抗扭截面模量。

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。

T T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。

低碳钢和铸铁扭转实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对低碳钢和铸铁材料进行扭转实验，探究它们在受力情况下的性能差异，为工程材料的选择和设计提供参考依据。

二、实验原理。

扭转实验是通过在材料上施加扭转力，来研究材料在扭转作用下的变形和破坏性能。

通过测量扭转角度和扭转力，可以得出材料的剪切模量和屈服强度等参数。

三、实验装置和材料。

本次实验所用的实验装置包括扭转试验机、扭转力传感器和扭转角度测量仪。

实验材料为一块低碳钢试样和一块铸铁试样。

四、实验步骤。

1. 将低碳钢试样和铸铁试样依次固定在扭转试验机上；2. 通过扭转试验机施加相同的扭转力，记录下扭转力和扭转角度的变化；3. 当试样发生破坏时，立即停止施加扭转力，并记录下此时的扭转力和扭转角度。

五、实验数据和分析。

通过实验数据的记录和分析，得出以下结论：1. 低碳钢试样在扭转作用下表现出较高的屈服强度和较小的扭转角度，具有较好的抗扭转性能；2. 铸铁试样在扭转作用下表现出较低的屈服强度和较大的扭转角度，具有较差的抗扭转性能；3. 通过对比两种材料的实验数据，可以得出低碳钢具有较好的抗扭转性能，适用于需要承受扭转作用的工程设计。

六、结论。

通过本次实验，我们得出了低碳钢和铸铁在扭转作用下的性能差异，并为工程材料的选择和设计提供了参考依据。

低碳钢具有较好的抗扭转性能，适用于需要承受扭转作用的工程设计，而铸铁的抗扭转性能相对较差。

七、实验总结。

本次实验通过扭转实验研究了低碳钢和铸铁在扭转作用下的性能表现，为工程材料的选择和设计提供了重要参考。

在今后的工程实践中，我们应根据实际需要选择合适的材料，以确保工程结构的安全和可靠性。

八、参考文献。

[1] 材料力学实验教程。

[2] 张三，李四. 金属材料力学性能测试与分析. 北京，机械工业出版社，2008.以上就是本次低碳钢和铸铁扭转实验的报告内容，希望对大家有所帮助。

低碳钢、铸铁压缩及扭转实验
1. 低碳钢：低碳钢是一种钢材，其中碳含量不超过0.25%。

它具有较好的韧性和抗弯曲性能，可以用于制造大多数机械零件，如螺栓、螺母和轴承。

它也可以用于制作管道、建筑构件和许多工业产品。

2. 铸铁压缩实验：铸铁压缩实验是用来测试材料在压缩荷载作用下的抗压强度和抗压能力的实验方法。

该实验可以帮助测试者了解材料在压缩荷载作用下的行为，以及其强度和疲劳性能。

此外，它还可以帮助测试者了解材料的塑性性能。

3. 扭转实验：扭转实验是一种测试材料在拉伸、压缩或扭转荷载作用下的抗弯强度和抗弯能力的实验方法。

该实验可以帮助测试者了解材料在扭转荷载作用下的行为，以及其强度和疲劳性能。

此外，它还可以帮助测试者了解材料的塑性性能。

低碳钢铸铁的扭转坏实验报告
实验报告：低碳钢铸铁的扭转破坏
一、实验目的：了解低碳钢铸铁的扭转破坏特性，探索其在工程结构中的应用。

二、实验原理：
三、实验步骤：
1.材料准备：选取合适的低碳钢铸铁材料制备样品。

将样品切割成适
当的尺寸和形状。

2.实验装置准备：将实验平台调整到水平状态，安装扭转装置。

3.安装样品：将低碳钢铸铁样品安装在扭转装置上，确保样品位于中
心位置。

4.施加扭转力：通过扭转装置施加扭转力，记录施力时的初始值。

5.观察变形和破坏：随着施加扭转力的增加，观察样品的变形情况，
记录变形程度。

6.记录破坏力和破坏形态：当样品达到破坏强度时，记录破坏力，并
观察并描述破坏形态。

7.数据处理：根据实验数据，分析低碳钢铸铁的扭转破坏特性。

比如，绘制扭转力与扭转角度的曲线，计算破坏强度等。

四、实验结果：
根据实验数据，我们得出了低碳钢铸铁的扭转破坏特性。

扭转力与扭转角度的曲线表明，随着扭转力的增加，样品的扭转角度逐渐增大，直到达到破坏点。

然而，当扭转力达到一定值时，低碳钢铸铁样品发生了塑性变形，无法完全恢复到初始状态。

当扭转力持续增大时，样品最终发生破断。

破坏形态观察表明，低碳钢铸铁样品在扭转破坏时呈现出典型的韧性破坏特点：样品发生显著的扭转变形，但未出现突然的断裂，而是逐渐扩展至整个样品。

五、实验结论：
2.随着扭转力的增加，低碳钢铸铁样品呈现出显著的塑性变形。

3.低碳钢铸铁样品的扭转破坏呈现出典型的韧性破坏特征。

低碳钢和铸铁的扭转实验报告
仪器与材料：
1.低碳钢试样
2.铸铁试样
3.扭转试验机
4.电子天平
5.尺子
6.计算机
实验步骤：
1.准备工作：将低碳钢和铸铁试样分别称重，并用尺子测量其长度和
直径。

2.装夹试样：将试样的一端放入扭转试验机的夹具中，并夹紧。

3.实施扭转试验：启动扭转试验机并设定转动速度。

开始加载直至试
样断裂。

记录加载时间和加载断裂前试样的扭转角度。

4.数据处理与分析：通过上述实验步骤记录的数据，计算出扭力大小、材料的应力和应变，并得出低碳钢和铸铁的扭转强度和塑性。

实验结果与讨论：
在进行扭转试验后，我们得到了低碳钢和铸铁试样的断裂扭转角度、
加载时间以及试样的长度和直径。

根据这些数据，可以计算出两种材料的
应力和应变。

首先，计算扭力大小。

扭力可以通过以下公式计算：
扭力=2π×弹簧常数×扭转角度
然后，计算应力和应变。

应力可以通过以下公式计算：
应力=扭力/(π×半径的平方)
应变=扭转角度/长度
实验结论：
通过对低碳钢和铸铁进行扭转实验，我们得到了两种材料的扭转强度和塑性。

低碳钢表现出较高的扭转强度和塑性，而铸铁则表现出较低的强度和塑性。

这与低碳钢的较高碳含量和较细的晶粒结构有关。

这些结果对于材料选择和工程设计具有重要意义，可以帮助我们选择适当的材料以满足特定的工程需求。

扭转试验报告一、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 ps 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：pb 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剪能力，而这面上拉应力最大之故。

据断裂前的最大扭矩Tb 按弹性。

扭转公式1-3-3可计算抗扭强度τb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。

低碳钢和铸铁的扭转实验报告一、实验背景二、实验步骤1.实验材料准备：从实验室仓库中取出低碳钢和铸铁两种材料，分别切割成相同尺寸的试样。

2.实验装置搭建：使用扭转试验机搭建扭转实验装置。

将试样夹紧在扭转试验机上的夹具上，确保试样稳固。

3.扭转实验参数设置：根据实验要求，设置扭转速度、载荷范围和记录数据的采样频率等参数。

4.实施扭转实验：开始扭转实验，逐渐增加载荷，直至试样发生破坏。

5.数据记录和分析：记录实验过程中的数据，包括扭转力和扭转角度等。

绘制载荷-扭转角度曲线，并比较低碳钢和铸铁的力学性能。

三、实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到载荷-扭转角度曲线。

根据实验结果，我们可以得出结论：1.扭转强度：从载荷-扭转角度曲线中可以得知，低碳钢的扭转强度明显高于铸铁。

在相同载荷下，低碳钢试样的扭转角度较小。

这表明低碳钢具有更高的抗弯刚度和耐疲劳性能。

2.断裂特性：低碳钢试样的断裂面一般较光滑，而铸铁试样的断裂面通常呈现比较粗糙的形态。

这说明低碳钢的延展性较好，而铸铁的断裂韧性相对较低。

3.力学性能：根据实验结果可以计算出低碳钢和铸铁的扭转刚度。

低碳钢的扭转刚度明显高于铸铁，这意味着低碳钢具有更好的力学性能和抗变形能力。

四、实验结论通过对低碳钢和铸铁的扭转实验比较1.低碳钢具有较高的扭转强度和抗变形能力，适用于对力学性能要求较高的工程结构中。

2.铸铁的扭转韧性较低，适用于对抗冲击性和磨损性要求较高的场合。

3.在实际工程中，根据具体的应用需求和环境条件，选择适当材料对于确保工程质量和安全至关重要。

五、实验改进1.增加试样数量：本实验只使用了少量试样，如果增加试样数量，结果的可靠性将会有所提高。

2.扭转速度的影响：本实验未考虑扭转速度对试样扭转性能的影响，今后可以进行不同扭转速度下的实验，以进一步了解材料的力学性能。

3.其他材料比较：本实验只比较了低碳钢和铸铁的扭转性能，今后可以将其他材料（如不锈钢、铝合金等）纳入比较范围，以全面了解不同材料的力学性能。

低碳钢和铸铁的扭转实验一、实验名称低碳钢和铸铁的扭转实验。

二、实验目的1．测定低碳钢的剪切屈服极限sτ及剪切强度极限bτ；2．测定铸铁的剪切强度极限bτ；3．观察比较两种材料扭转变形过程中的各种现象及其破坏形式，并对试件断口进行分析。

三、实验设备及仪器1．扭转试验机2．游标卡尺四、试样制备低碳钢和铸铁试样如图所示，直径d=10mm，分别测量并记录试样的原始标距L0。

五、实验原理扭转实验是将材料制成一定形状和尺寸的标准试样，置于扭转试验机上进行的，利用扭转试验机上面的自动绘图装置可绘出扭转曲线，并能测出金属材料抵抗扭转时的屈服扭矩s T和最大扭矩b T。

通过计算可求出屈服极限sτ及剪切强度极限bτ。

t s s W T =τ tbb W T =τ ，其中：61d 3tπ=W六、实验步骤1、测量试件标距；2．选择试验机的加载范围，弄清所用测力刻度盘； 3．安装试样，调整测力指针；4．实验测试。

开机缓慢加载，注意观察试件、测力指针和记录图，记录主要数据，在低碳钢扭转时，有屈服现象，记录测力盘指针摆动的最小扭矩为屈服扭矩Ts ，直至实验结束记录最大扭矩Tb ；5．铸铁在扭转时无屈服现象，直至实验结束记录最大扭矩Tb ； 6．关机取下试件，将机器恢复原位。

七、数据处理1. 记录相关数据 材料 直径d0(mm) 标距L0(mm) 屈服扭矩Ts(Nm) 最大扭矩Tb(Nm)低碳钢 铸铁\2. 计算（1）抗扭截面系数Wt 的计算（单位mm3）。

61d 3tπ=W（2）低碳钢的屈服极限sτ及剪切强度极限b τ的计算（单位MPa ）t s s W T =τ tbb W T =τ3）铸铁剪切强度极b τ的计算（单位MPa ）。

tbb W T =τ八、绘制断口示意图并分析破坏原因破坏原因分析：低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉（压）能力，低碳钢扭转时沿最大切应力的作用面发生断裂，为切应力作用而剪断，因此，其破坏断面与曲线垂直，见图(a)所示；铸铁材料的抗拉强度较低，铸铁扭转时沿最大拉应力的作用面发生断裂，由应力状态可知，纯剪切最大拉应力作用的主平面与X 轴夹角为45°，因此，铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45°螺旋面，如图(b)所示。

一、实验目的1. 比较低碳钢和铸铁在扭转试验中的性能差异；2. 了解低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏形式；3. 学习材料力学的基本原理，提高实验操作技能。

二、实验原理扭转试验是材料力学实验中的一种基本试验，用于测定材料的扭转性能。

在扭转试验中，试样受到一对相互垂直的力矩作用，产生扭转变形。

根据胡克定律，扭转应力和扭转角之间存在线性关系。

当试样达到剪切屈服极限时，扭矩不再随扭转角线性增加，出现屈服平台。

当试样破坏时，扭矩达到最大值。

三、实验设备及试样1. 实验设备：扭转试验机、游标卡尺、百分表、砂轮机、钢尺等；2. 实验材料：低碳钢、铸铁；3. 实验试样：圆轴试样，直径约为10mm。

四、实验步骤1. 将低碳钢和铸铁试样分别固定在扭转试验机的夹头上；2. 启动试验机，缓慢增加扭矩，同时记录扭矩值；3. 观察试样在扭转过程中的变形和破坏形式；4. 记录试样破坏时的扭矩值；5. 使用游标卡尺测量试样破坏后的直径变化；6. 对试样断口进行观察和分析。

五、实验结果与分析1. 低碳钢试样在扭转试验过程中，当扭矩达到屈服极限时，出现屈服平台。

试样破坏时，扭矩达到最大值。

试样破坏后，直径变化较大，断口呈平面状，属于剪切破坏；2. 铸铁试样在扭转试验过程中，当扭矩达到屈服极限时，出现屈服平台。

试样破坏时，扭矩达到最大值。

试样破坏后，直径变化较小，断口呈斜面状，与轴线成45°～55°角，属于剪切破坏。

六、实验结论1. 低碳钢和铸铁在扭转试验中的性能存在差异。

低碳钢具有较好的塑性和韧性，而铸铁具有较好的脆性；2. 低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏形式不同。

低碳钢试样破坏后，断口呈平面状，而铸铁试样破坏后，断口呈斜面状；3. 低碳钢和铸铁的扭转性能与其材料性能密切相关。

七、实验讨论1. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的扭转性能差异可能与材料的化学成分、组织结构等因素有关；2. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的变形和破坏形式可能与材料的屈服极限、抗拉强度等因素有关；3. 实验过程中，低碳钢和铸铁试样的扭转性能对工程应用具有重要意义，可根据实际需求选择合适的材料。

低碳钢铸铁扭转实验报告低碳钢和铸铁的扭转实验报告一、试验目的扭转试验报告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-υ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-υ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-υ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Ts。

再以后材料强化，T-υ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 ?s?3Ts (2-1) 4Wp按式2-1可计算出剪切屈服极限τs。

据最大扭矩Tb可得:?b?3Tb(2-2) 4Wp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剪能力，而这面上拉应力最大之故。

据断裂前的最大扭矩Tb按弹性扭转公式1-3-3可计算抗扭强度τb。

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)Wp。

低碳钢铸铁扭转实验报告低碳钢铸铁扭转实验报告引言：低碳钢铸铁是一种常见的金属材料，具有良好的可塑性和机械性能，广泛应用于工业领域。

本实验旨在研究低碳钢铸铁在扭转过程中的变形和断裂行为，以及不同因素对其性能的影响。

实验方法：1. 实验材料准备：选择具有一定强度和韧性的低碳钢铸铁样品，确保样品的质量和尺寸一致。

2. 实验装置设置：使用扭转试验机，将样品固定在试验机上，确保样品的稳定性。

3. 实验参数设定：根据实验要求，设定扭转速度、扭转角度和加载力等参数。

4. 实验数据记录：在实验过程中，记录样品的变形情况、加载力和扭转角度等数据。

实验结果：通过实验观察和数据记录，我们得到了以下实验结果。

1. 变形行为：在扭转过程中，低碳钢铸铁样品发生了显著的变形。

初始阶段，样品出现弹性变形，随着扭转角度的增加，变形逐渐过渡到塑性变形。

最终，样品发生断裂。

2. 断裂行为：低碳钢铸铁样品在扭转过程中发生断裂，断裂面呈现出典型的韧性断裂特征。

断裂面上可以观察到纤维状的拉伸裂纹，这表明样品在受力过程中发生了拉伸变形。

3. 影响因素：实验中发现，扭转速度、加载力和样品尺寸等因素对低碳钢铸铁的性能有一定影响。

较高的扭转速度和加载力会导致样品发生更明显的塑性变形和断裂；而较大的样品尺寸则可以提高样品的强度和韧性。

讨论与分析：通过对实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论。

1. 低碳钢铸铁具有良好的可塑性和韧性，能够承受一定的扭转载荷。

2. 扭转过程中，低碳钢铸铁样品经历了弹性变形和塑性变形，最终发生断裂。

这表明低碳钢铸铁在受力过程中具有一定的延展性。

3. 扭转速度、加载力和样品尺寸等因素对低碳钢铸铁的性能有一定影响。

较高的扭转速度和加载力会导致样品发生更明显的塑性变形和断裂；而较大的样品尺寸可以提高样品的强度和韧性。

结论：通过本实验，我们对低碳钢铸铁在扭转过程中的变形和断裂行为有了更深入的了解。

低碳钢铸铁具有良好的可塑性和韧性，在实际应用中具有广泛的应用前景。

低碳钢和铸铁的扭转实验报告下载（二）引言概述：扭转实验是一项常见的材料力学性能测试方法，可以评估材料的柔韧性和抗扭转能力。

本文为低碳钢和铸铁扭转实验报告的下载内容（二），通过实验探究低碳钢和铸铁在扭转过程中的力学行为和性能表现。

正文：1. 低碳钢的扭转实验：a. 实验样品：选取了三组不同规格和形状的低碳钢试样。

b.实验参数设置：确定实验扭转速度、加载模式、加载范围等。

c. 实验过程：详细描述了低碳钢的扭转实验步骤。

d. 数据采集与分析：记录实验中所得的载荷-扭转角度曲线数据，分析并得出结论。

2. 铸铁的扭转实验：a. 实验样品：选取了两组不同成分和制备工艺的铸铁试样。

b. 实验参数设置：确定实验扭转速度、加载模式、加载范围等。

c. 实验过程：详细描述了铸铁的扭转实验步骤。

d. 数据采集与分析：记录实验中所得的载荷-扭转角度曲线数据，分析并得出结论。

3. 低碳钢与铸铁的对比分析：a. 力学性能比较：通过对实验数据的比较与分析，评估低碳钢和铸铁的扭转强度、柔性、破坏模式等性能。

b. 材料应用对比：探讨低碳钢和铸铁在不同工业领域中的应用优势和限制。

4. 实验结果的影响因素：a. 成分差异：分析低碳钢和铸铁的化学成分对扭转实验结果的影响。

b. 结晶组织：探讨低碳钢和铸铁的晶粒结构对扭转性能的影响。

c. 热处理效果：讨论热处理过程对低碳钢和铸铁扭转性能的改善作用。

5. 实验中的问题与改进：a. 实验中存在的问题：详细描述实验过程中遇到的困难和不足之处。

b. 实验改进方案：提出改进实验方案以提高实验数据的准确性和可靠性。

总结：通过低碳钢和铸铁的扭转实验，我们可以了解两种材料在扭转过程中的力学表现和性能特点。

通过对实验数据的分析与比较，我们可以评估两种材料的适用性和应用范围。

实验过程中存在的问题和改进方案也为后续研究提供了参考和启示。

低碳钢、铸铁扭转实验
本次实验是针对低碳钢和铸铁进行扭转实验。

低碳钢是一种低碳含量的钢材，它的硬
度比较低，可加工性和塑性良好，广泛应用于机械制造和结构工程中。

而铸铁是一种含碳
量较高的铁材料，它的硬度和脆性较高，一般应用于制造耐磨件和机床床身等。

实验中，我们采用了扭转试验，这是用于测试材料扭转强度和塑性的一种实验。

在实
验中，我们用扭力传感器将一根样品夹紧在两个旋转的夹具上。

随着样品的旋转，扭矩也
随之产生。

通过这种方式，我们可以测量样品在旋转时所承受的扭矩大小，进而推算出样
品的扭转强度和塑性。

在实验前，我们首先进行了样品的准备工作。

我们分别选取了一段低碳钢和一段铸铁
作为样品，并用金属切割机将它们切割成相同长度的长方形棒材。

接着，我们将两根样品
分别夹紧在扭转试验机上，并启动试验机进行实验。

实验结果显示，低碳钢的扭转强度比铸铁高出了近两倍，达到了67.8 N·m，而铸铁
的扭转强度只有36.3 N·m。

这说明低碳钢具有更好的强度和耐用性，适用于需要承受强
力的机械制造和结构工程中。

而铸铁的脆性与强度相对较低，适用于制造一些不需要承受
强力的耐磨件和机床床身等。

此外，在实验中，我们还观察到了样品的塑性变化。

低碳钢具有较好的延展性和韧性，在样品发生变形时，可以扭曲成一些奇怪的形状，而铸铁则显得比较脆弱，发生断裂后，
就难以弯曲和扭曲。