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圆轴扭转实验 一、实验目的和内容 1、测定低碳钢的剪切屈服极限及剪切强度极限。 2、测定铸铁的剪切强度极限。 3、观察并分析低碳钢和铸铁试件的扭转破坏形式。 二、试验设备 1、扭转试验机（K-50型或NJ-100B型）。 2、游标卡尺。 三、实验原理 由实心圆试件进行扭转试验，记录了图，见图6-5须经过作图计算才能或得较正确的图（参见第二章），从而确定有关的强度指标，如屈服极限及强度极限。下面根据实验过程，介绍计算及的近似方法。 图6-5 当外力偶较小时，试件上的扭矩和扭转角成正比关系。随着外力偶的不断增加，试件横截面外边缘各点的应力首先达到材料的剪切屈服极限，横截面内部各点仍然处于弹性范围。此时关系开始偏离直线，我们就把图6-5所示的B点的纵坐标作为，按第二章所述的近似理论公式计算得 （6.2） 式中，是试件抗扭截面模量。 继续增加外力偶，试件横截面上，由边缘向里应力逐步达到屈服极限进而发生强化现象，应力达到强度极限，直到扭断。这时，可以近似认为整个横截面上的剪应力都达到材料的强度极限，由此可得到下面的计算公式 （6.3） 式中是试件扭转过程最大的扭矩值。 对于铸铁，认为试件直到破坏近似保持直线关系，因此有 （6.4） 四、实验方法和步骤 1、测量试件直径，打开试验机电源预热仪器。 2、将试件安装于机器夹头中，并夹紧。 3、打开实验软件，点击试样录入按钮输入试验材料、试验方法、试验编号、试样参数等。点击参数设置按钮，输入试验速度和转动夹头的转动方向、选择是否计算、试验结束条件等。 4、选择试验编号，将扭矩、扭角、转角清零。点击试验开始按钮开始试验。对于低碳钢试件在过屈服阶段后可逐渐加快试验速度。 5、当试件被扭断时，停止试验，将试件取下。 6、查看并保存数据。 7、点击“脱机”按钮，关闭实验软件。关闭试验机及计算机。 五、试验结果处理 1、试验数据记录 表 试件尺寸原始数据（单位：mm） 材 料 原始直径 截面面积 截面Ⅰ 截面Ⅱ 截面Ⅲ 最小处平均值 （1） （2） （1） （2） （1 （2） 低碳钢 9.92 9.92 9.92 9.92 9.92 9.92 9.92 77.29 铸 铁 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 78.125 2、写出实验数据的处理过程，并将实验结果填入表 中 表 测试数据及实验结果 材料 屈服扭矩 （Nm） 剪切屈服极限 （MPa） 最大扭矩 （Nm） 剪切强度极限 （MPa） 低碳钢 40.99 159 99.43 386 铸铁 45.73 232.96 3、对实验结果进行详细分析。