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1、压缩和扭转实验,重庆大学力学实验教学中心,（验证性实验）,金属材料压缩和扭转实验,一、实验目的,1、测定低碳钢压缩屈服点ssc,；铸铁抗压强度sbc。,2、测定低碳钢扭转剪切弹性模量G、屈服强度ts、强度极限tb；,铸铁扭转强度极限tb。,二、实验仪器,1、液压电子万能材料试验机。,2、电子扭转试验机。,3、0.02mm游标卡尺。,1扭转试样 采用标准圆形试样,2.压缩试样,采用标准圆柱体试样,实验试样,h0=（1-3）d0,1压缩实验低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）,低碳钢压缩时的力学性能：,试样装在试验机上，受到轴向压力F 作用，试样产生变形量。两者之间的关系如图。,低碳钢压缩时的弹性模量
2、和屈服都与拉伸时大致相同。仍然有弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。,三、实验原理,铸铁压缩时的力学性能：,铸铁压缩没有明显直线部分，没有屈服现象。仍然在较小变形下突然破坏。铸铁、混凝土、石料等脆性材料，抗压强度远高于抗拉强度。适合作为抗压零件的材料。,试样装在试验机上，受到轴向压力F 作用，试样产生变形量。两者之间的关系如图。,抗压强度,（强度指标）,低碳钢压缩变形，不会断裂，由于受到上下两端摩擦力影响，形成“鼓形”。,铸铁在较小变形下断裂，略成“鼓形”。断面的法线与轴线成4555度。,tmax引起,压缩实验观察现象,45 55度,断面,法线,轴线,2扭转实验低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）,低碳
3、钢、铸铁扭转力学性能：,试样装在试验机上，受到扭矩T 作用，试样产生扭转变形即扭转角。两者之间的关系如图。,低碳钢仍然有弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。,屈服强度,（强度指标）,强度极限,（强度指标）,铸铁没有明显直线部分，没有屈服变形。,低碳钢扭转剪切弹性模量G,金属材料压缩和扭转实验,材料在弹性范围内服从剪切虎克定律，其剪应力、剪应变成正比关系：,用扭角仪测量变形量,为扭角仪夹持间 距离,则：,扭角仪,金属材料压缩和扭转实验,将扭角计安装在试样上，受力后所产生的变形量与扭矩之间的线性关系由计算机显示，如下图。,求出直线上 a、b 两点的扭力和变形量，用增量法，计算剪切弹性模量G。,用增量法，
4、计算式为：,上式中，,试验方法：,（扭矩增量）,（变形量增量）,为极惯性矩,铸铁在较小变形下破坏，呈螺旋面，断面与轴线成45度。,扭转实验观察现象,低碳钢扭转破坏后，断口在横截面上，呈平面断口。,低碳钢,铸 铁,轴线,1测量试样原始尺寸：直径d0。,四、实验步骤,2安装试样，进行加载，测出试样压缩时屈服载荷Fs、最大载荷Fb；,3观察并描述试样压缩和扭转破坏后断口特点。,实验报告要求,1计算两种材料压缩、扭转强度指标及低碳钢扭转剪切弹性模量G。,2描述两种材料压缩、扭转破坏后断口特点,分析断口破坏原因。,3通过实验，综合比较材料在拉伸、压缩、扭转时的力学性能。,4强度指标以MPa为单位（）,并保留3位有效数字。,测出试样扭转时的屈服扭矩Ts和最大扭矩Tb。,
