金属线材扭转试验机试验操作步骤

金属扭转试验一、实验目的: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，观察扭转曲线（—曲线）；nM Φ2. 观察两种材料的破坏断口并进行比较和分析。

低碳钢扭转曲线图 1-4-1二、实验设备:扭转试验机 (记录型号，量程，精度), 游标卡尺 (记录量程，精度)三、试样:15图 1-4-2四、实验步骤:1.微机控制扭转试验机的开机准备： ①打开计算机电源，启动计算机；②双击桌面“TJNZ”图标，启动试验程序；③程序启动后，界面上方出现“扭矩”和“转角”的数字显示，点击旁边的“清零”按钮，执行清零操作，此时扭矩与转角显示均为零；④打开试验机电源（试验机的左前下方）；⑤在试验程序中设定转速为60～120°/min；2.测量试样尺寸（测量直径的方法与拉伸试验相同）；0d 3.调整扭转试验机，熟悉扭转试验机的操作方法；4.装卡试样；5.点击试验屏幕上的“正转”按钮，开始试验；6.试样断后自动停机，取下试样，注意观察断口；7．请指导教师检查原始记录并签字后,将试验机复位并整理现场。

低碳钢试样断口铸铁试样断口图 1-4-3五、数据处理： nns s W M =τ, -----屈服扭矩 ns M nnb b W M =τ, -----最大破坏扭矩 nb M 1630d W n π=, -----抗扭截面模量n W六、说明：由于在弹性阶段时切应力在试样的圆截面上沿半径线性分布，当试样最外层进入屈服时，整个截面的绝大部分区域仍处于弹性范围。

试验机测量出的屈服扭矩实际上是横截面上相当一部分区域屈服时的扭矩值（如图中所示）。

所测到的破坏扭矩值也是这样。

因此，按前面公式计算得到的剪切屈服点s τ和抗剪强度b τ匀比实际值偏大。

若按全面屈服考虑，可得到以下关系：S S ττ43=实际 （S τ为实心圆截面试样的测试值）图1-4-4 切应力在不同阶段的分布图弹性阶段部分屈服全面屈服注意事项：低碳钢试样在屈服阶段及以前，需用手动加载，强化阶段用电动加载。

扭转试验机的操作与注意事项扭转试验机操作规程扭转试验机是专门用来对试样施加扭矩,测定扭矩巨细的设备.根据联工扭转试验机检测的产品分类，扭转试验机分为弹簧扭转试验机、线材扭转试验机和材料扭转试验机。

操作规程1．试验前检查试验机各连线是否正常。

2．准备试样及测量器具，并选择装配合适的夹具、夹块3．启动电脑、打印机，开启试验机主机电源。

4．打开试验机测控系统软件，并联机。

联机成功，试验液晶屏将显示“PC控制”字样。

5．正确设置软件的硬件、软件设置，输入环境参数。

6．测量试样的尺寸，在软件运行参数窗口中输入试样的尺寸信息。

7．先将试样夹持在传感器一端，然后在软件中将扭矩数值清零。

扭矩清零后，顺时针或逆时针调整夹具位置，以夹紧试样的另一端。

8．旋紧试样后，若有扭矩力值存在。

在试验机面板中按下“机械调零”按钮，然后手动旋转试验机手轮，将扭矩力值调零。

按起“机械调零”按钮，将角度数值清零。

9．装配小角度装置，将数显表数值清零。

10．在软件的运行参数窗口中，按照试验要求正确设置试验的各项运行参数。

11．点击运行按钮，试验开始。

12．当小角度达到预设值后，请及时摘除小角度，以免发生损坏。

13．试样破坏，试验结束后。

将试验结果输出到Excel中，打印试验报告。

14．取下破坏试样，清理试验台，保持试验环境卫生。

15．试验结束，关闭试验主机电源、电脑及打印机。

安全使用注意事项1、请使用配套的充电器充电,否则会引起电路故障,甚至引发火灾.2、不要使用充电器额定电压以外的电源,否则可能会引起电击或火灾.3、不要用湿手拔出或插入插头,否则可能导致触电.4、不要拉拽充电器的电源线来拔出插头,以免电线被扯断而遭电击.5、请用柔软的布来清洁本机.将布浸入泡有清洁剂的水中,拧干后再清除灰尘和污垢.注意:不要使用易挥发的化学物质来清洁本机( 如挥发剂、稀释剂、酒精等)6、请勿在以下环境中操作本机1)潮湿的环境2)多尘的环境3)使用油或化学品的地方4)周围有震源的地方7、请在规定的温湿度范围内使用及储存,否则可能造成仪器故障.8、不要自行拆卸修理或改造本机 ,这些行为可能引起仪器*性故障.扭转试验机的结构及原理电子扭转试验机的主要功能就是为测试和检测各种扭转弹簧而设计制造的一种智能化多功能计量仪器。

2
令a 则a
或者：
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2、测G（图解法） 通过试验机配备的扭矩传感器以及小角度扭角仪，可 自动记录扭矩－扭转角（T- ）曲线，如图1-20所示。 在所记录的曲线的弹性直线段上，选取扭矩增量和相 应的扭转角增量。按下式计算材料的切变弹性模量G
2
二、设备和仪器 1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机。
1.单片机测控箱 2.固定夹具 3.活动夹具 4.减速箱 5.导轨工作平台 6.手动调整轮 7.伺服电机 8.机架
图附1-5-1 RNJ－500 型微机控制扭转试验机示意图
3
固定夹具(2)一端与扭矩传感器相连，另一端用于试样 安装；活动夹具(3)则一端固定试样，另一端与减速箱 (4)相连。 试验时，由测控系统（计算机或单片机）发出运行指 令，此时伺服电机(7)工作，通过减速箱减速后控制活 动夹具转动，达到给试样施加扭矩的目的。 另外出于试验机调零和操作灵活的考虑，该试验机提 供了手动调节的控制方式。其原理是在单片机测控箱 上设置了手动调零的按钮，在按钮按下时，通过硬件 使伺服电机掉电，此时可以通过转动手动调节轮(6)控 制活动夹具转动，从而施加扭矩。
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5.3 测规定非比例扭转应力 T （图解法,铝合金） A TP 1. 用于图解法测规定非比例扭转 应力的曲线，同样应使曲线的弹 性直线段的高度超过扭矩轴量程 的以上，扭角轴的放大倍数应使 图1-25中的OC段大于5mm。 C 0 2n P L 0 / d 0 2. 点击测试软样运行窗口，正式 测试，直至试件变形开始急剧增 加时，停止实验，取下试样。保 图1- 25图解法求规定 非比例扭转应力 存实验数据。打印试验曲线。

金属材料扭转实验报告小组成员：谭晓霞张丽丽张贺郭超凡一、实验目的：扭转实验是了解材料抗剪能力的一项基本实验，本实验着重了解塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）受扭转时的机械性能，测定sτ 、bτ 绘制φ−T 图，并比较两种材料的破坏情况及原因。

二、实验原理：圆轴扭转时横截面上的剪应力为最大剪应力产生在试件的横截面的边缘处,其值等于式中: T—截面上的扭矩pI—圆截面的极惯性矩pW—圆截面的抗扭截面模量由理论可知，圆轴扭转时其横截面上任意一点处于平面应力状态，沿与轴线夹角成45°的方向上的最大拉应力大小为由于各种材料抵抗剪切与抵抗拉伸的能力不同，因此不同材料的扭转破坏方式也不同，如图4.2所示。

低碳钢圆试件扭转到破坏时，已超过屈服阶段。

如对材料作理想塑性考虑（图4.3），此时截面上的剪应力的分布随着扭矩的增大趋于均匀，如图4.3（c）所示，假设应力为sτ（屈服极限），则这时截面上应力sτ与相应扭矩的Ts的关系为同理可计算塑性材料在扭转时的剪切强度极限对于铸铁等脆性材料在扭转至破坏时，因其变形较小无屈服现象，故可近似地用弹性应力公式进行计算，若破坏时的扭矩为Tb，则得到剪切强度极限为三、实验仪器1、扭转测试机2、游标卡尺四、试样NDW31000扭转试验机的试样夹持直径在8～40mm。

本试验使用标距L=100mm，标距部分直径d=10mm 的圆形截面标准试件五、实验步骤1、试样准备在试样标距段的两端及中间截面处，沿两相互垂直方向测量直径各一次，并计算各截面直径的算术平均值。

选用三个截面中平均直径的最小值计算试样截面的扭转截面系数。

2、实验机准备①估计载荷，确定载荷在试验机量程范围之内。

②打开试验机开关；打开计算机主机及显示屏。

③打开控制主程序，联机。

3、装夹试样①将试样轻夹于两夹头上，使试样的纵轴线与试验机夹头的轴线要重合。

②松开被动夹头，拧紧主动夹头。

在控制程序的试验界面中选“扭矩清零”。