根据原理中的公式，在试验图线中查取相应的Pb ，Ps，计算低碳钢的

?s和铸铁的?b。

六、注意事项

1．加载时切忌接近试件，以防试件飞出致伤。 七、思考题

1．为什么说压缩试验是有条件性的？

2．为什么铸铁压缩试样沿与轴线约成 45o倾斜的截面破坏? 3．铸铁抗拉、抗压性能有什么不同?

实验四 圆轴扭转试验

一、实验目的

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1．测定低碳钢的剪切屈服极限?s，剪切强度极限?b。 2．测定铸铁的剪切强度极限?b。

3．分析比较两种材料在受扭过程中的变形现象和破坏形式。 二、设备

微机控制扭转试验机NJ—100（见附录），游标卡尺。

R三、试验试件

ld金属扭转试验所用的试件为圆形，其标距部分的直截了当径d=10±1毫米，标距长度l=100毫米。亦可用l=50毫米的短试件。

四、试验原理 Mn

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CBAMpMsMb0φ

图一低碳钢的Mn—?曲线

当低碳钢材料放在扭转试验扭转破坏后（扭转试验机的操作见附录说明），计算机会绘出其Mn—?曲线，如图一所示。

当扭矩达到一定数值时，试件横截面边缘处的剪应力开始达到剪切屈服极限?s，如图二所示，这时的抟矩叫M。在扭矩超过后M，

pp横截面上剪应力的分布不再是线性的。在圆轴的外部处，材料发生屈服形成环形朔性区，同时Mn—?图变成曲线。

此后，随着试件继续扭转变形，塑性区不断向圆心扩展，曲线稍微上升，直至B点趋于平坦，这时图线中B点的扭矩为试件截面全部屈服所对应的抟矩应的?s近似等于

式中的

Wp?Ms，

Ms??R0r?s(2?r)dr?2?R33?s4?d4???Wn??s3163，对

3?s?3Ms?4Wn3

?16d是试件的抗扭截面模量。

试件再继续变形，材料进一步强化，到达曲线上的C点，试件发

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生断裂。这时的扭矩为试件横截面部达到强度所对应的扭矩Mb，

Mb?3Mb?4Wn?R0r?b(2?r)dr?2?R33?b4?d4???Wn??b31633，所对应的强度

?b? 。

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MnMb0φ

图三 铸铁抟转的Mn—?图

当铸铁的曲线如图所示。从开始受扭，直到破坏，近似为一直线。故

Mb?近似地按

?R23弹

?d163性应力

?b?公

Mb式。

计算

?RrR0r?b(2?r)dr??b??b?Wn??b从而

Wn

Mnσ1σ3 ?

图四 纯剪应力状态

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