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    材料试验机 


    扭转试验机在金属材料、非金属材料、复合材料分析领域有着广泛的应用,现市场主要为微机控制扭转试验机,试验过程精度、数据分析及处理自动化程度高。
    关键词:材料扭转试验机、微机控制扭转试验机、微机控制扭转试验台。
    一.执行标准:

    JJG269—2006  扭转试验机

    GB/T10128—2007  金属材料  室温扭转试验方法

    JB/T9370—1999  扭转试验机  技术条件

    二.主要结构介绍

        该扭转试验机主要由全数字交流伺服驱动系统、计算机控制、数据采集及处理系统组成。整个试验过程加载速率无冲击、稳定。数据的测量由扭矩传感器、光电编码 器等组成。扭矩传感器采集试样产生的扭矩,光电编码器采集试样产生的扭角;要求检测材料的剪切模量时,还要增加扭转计。试验由计算机进行控制、数据处理及 输出结果。
    三.试验过程
        1.试样的准备

        首先按照GB/T10128—2007的规定,以及该试验机的夹具型式、尺寸,准备好标准试样。如图1所示。



        2.试样的装夹

        试样的装夹很关键。在装夹时,先将试样插入静夹头端(带有传感器的一端),然后调整试验机的动夹头,使之容易的让试样进入动夹头。注意,在装入试样后,不要再旋转动夹头。

        3.试验过程

        试样装夹完毕,可以开始试验。先将扭矩显示窗口清零。根据材料特性选择加载速率。如果只是检测材料的抗扭强度、最大扭矩等,可以不加扭转计。如果要测试试件的剪切模量等,需要增加扭转计。图3是试样在加载过程中的变形示意图。

         低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。图4(a)所示低碳钢试样的断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为平齐,可知为剪切 破坏;图4(b)所示铸铁试样的断面是与试样轴线成45o角的螺旋面,断面是最大拉应力作用面,断口较为粗糙,因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。

     

    从图5(a)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10π 以上。
        b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。
        4.试验结果的处理
        4.1抗扭强度的计算: 扭转试验机专用程序自动处理。
        4.2材料的切变模量
        材料的切变模量G遵照GB/T10128可由圆截面试样的扭转试验测定。在弹性范围内进行圆截面试样扭转试验时,扭矩厂与扭转角中之间的关系符合扭转变形的胡克定律 ,式中: 为截面的极惯性矩。当试样长度l和极惯性矩Ip均为已知时,只要测取扭矩增量ΔT和相应的扭转角增量ΔΦ,可由式: 计算得到材料的切变模量。试验通常采用多级等增量加载法,这样不仅可以避免人为读取数据产生的误差,而且可以通过每次载荷增量和扭转角增量验证扭转变形胡克定律。
        注意到三个弹性常数E,μ,G之间的关系 由材料手册查得材料的弹性模量E和泊松比μ,计算得到材料的切变模量Gtr ,如将计算值Gtr取作真值,可将测试得到的G值与Gtr值进行比较,检验测试误差。


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    点击:2006  录入时间:2015-6-12 【打印此页】 【返回
     
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