【文章內(nèi)容簡介】 祥 將試祥兩端面涂上潤滑劑，并準(zhǔn)確地安放在實驗機活動平臺承墊的中心位置上。 ④ 裝好防護罩。 ⑤ 檢查及試機 啟動實驗機，先提升活動平臺，當(dāng)試樣的上端面靠近實驗機上承墊時，應(yīng)大大減緩活動平臺上升的速度 .注意：必須切實避免急劇加載。待試樣上端面與上承墊接觸受力后，用慢速預(yù)先加少量載荷。之后，關(guān)閉送油閥，檢查實驗機各部分工作是否正常．自動繪圖裝置是否動作。 ⑥ 進行實驗 開啟送油閥，進行緩慢均勻地加載，并注意觀察測力指針的轉(zhuǎn)動情況，隨時調(diào)整送油閥的進油量大小、以控制加載速度，同時要注意觀察自動繪制 的壓 縮曲線，以便及時而準(zhǔn)確地判定其 屈服載荷 ，并記錄之。屈服階段結(jié)束后．繼續(xù)加載 ,并觀察試樣由原來的圓柱形．逐漸變成鼓形，將試樣 壓 成餅狀后．關(guān)閉送 油 閥，停止加載。 ⑦ 實驗完畢 ,關(guān)掉 實驗機電源 ,開 啟回油閥，使活動平臺下降。卸載完畢，取下實驗后的試樣，觀察變形情況。 二、鑄鐵壓縮實驗 鑄鐵壓縮實驗方法和步驟與低碳鋼壓縮實驗的 ① 一 ⑤ 相同。進行實驗時．亦應(yīng)緩慢開啟送油閥，均勻地加載，同時注意觀察測力指針的轉(zhuǎn)動情況和自動繪制的曲線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其壓縮曲線開始明顯變彎曲，測力指針的轉(zhuǎn)動開始倒遲，這時試祥表面已產(chǎn)生微裂紋，且裂紋迅速擴展，這是試樣破壞的前奏，操作者特別注意。當(dāng)聽到試樣斷裂的聲響，馬上停機，這時試樣巳完全破壞。應(yīng)關(guān)閉送油閥，開啟回油閥，使活動平臺下降，取下被壓裂的試樣，觀察變形及斷口形狀，記錄測力度盤上從動針?biāo)甘镜牧χ担?Pb值。 第二節(jié) 剪切實驗 實際工程中所使用的螺栓、銷釘、鉚釘和鍵等構(gòu)件，都是起聯(lián)接作用的零件，故稱其為聯(lián)接件。聯(lián)接件主要承受剪切作用。 為了使計算簡便．工程上通常采用近似的但基本符合實際的實用計算方法。即假定剪應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的。而且，在確定材料的極限應(yīng)力的剪切實驗中、使試件的受力條件盡可能地模擬實際零件的受力情況。在測得試件的最大載荷 Pb后，仍然按剪應(yīng)力在剪切面上均布的同樣方法．算得該材料的剪切強度極限 τb 即式中 A為試件橫截面面積， Pb 為最大載荷。實驗步驟： (1)測量低碳鋼剪切試件的直徑 d0 用游標(biāo)卡尺在試件任一處沿互相垂直的兩方向各測量一次，取其平均值作為 d0 (2)預(yù)估低碳鋼材料的剪切強度極限 (其 τ 0約在 500一 600Mpa之間 )，根據(jù)試件直徑估算破壞時所需最大載荷 Pb，選擇好實驗機的量程及其相應(yīng)的測力度盤。 (3)按要求將試件安裝到剪切器上并將剪切器置于萬能材料實驗機的承墊上。 (4)緩慢均勻加力直至試件被剪斷，試件剪斷后，應(yīng)立即關(guān)機，并讀取試件被剪斷時的破壞載荷 Pb，然后取出試件，觀察試件破壞后的形狡。 (5)整理工具和現(xiàn)場、關(guān)閉進油閥，打開回油閥．使實驗機的工作臺回復(fù)原位。第三節(jié) 扭轉(zhuǎn)實驗 工程中許多傳動件在扭轉(zhuǎn)條件下工作，因此測定材料在扭轉(zhuǎn)條件下的力學(xué)性能，對傳動件的選材和設(shè)計計算具有實際意義。 扭轉(zhuǎn)實驗具有以下特點： (1)扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) a＝ ，因此，可用它來測定那些在拉伸實驗時呈脆性正斷的材料 (例如調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼 )的塑性變形的抗力指標(biāo)。 (2)在用圓柱形試件進行扭轉(zhuǎn)試驗時，由于在整個試件長度內(nèi)的塑性變形始終是均勻的，不會出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，而且試件的截面尺寸及標(biāo)距長度基本上保持不變。因此，可用來精確評定拉伸時出現(xiàn)頸縮的塑性材料的變形能力和抗力指標(biāo)。 (3)扭轉(zhuǎn)時試件橫截面上扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分布不均勻，表面最大，越往心部越小。因而，它對表面缺陷以及表面硬化層的性能反映是很敏感的。工程上往往可以利用這一特性來檢查零件熱處理的表面質(zhì)量和相對各種表面強化工藝進行研究。 〔 4)由于扭轉(zhuǎn)時試件上任一點為純剪切應(yīng)力狀態(tài)，故試件表面上存在的 σ max和 τ max在數(shù)值上大體相等，而工程上許多金屬材料的σ k真 ＞ τ k真 所以，扭轉(zhuǎn)試驗是測定這些材料切斷強度的可靠方法。此外，根據(jù)扭轉(zhuǎn)試件的斷口持征可明確地區(qū)分材料最終斷裂的方式是正斷還是切斷。一般，塑性材料的扭轉(zhuǎn)斷裂面垂直于試件的線，斷口平整且有回旋狀的塑性變形痕跡 (圖 a)，這是由 τ max造成的切斷 .脆性材料的扭轉(zhuǎn)斷口呈螺旋狀曲面 ,與試件軸線約成 45.(圖 b)，這是在 σ max 作用下產(chǎn)生的正斷。在扭轉(zhuǎn)試驗中所出現(xiàn)的這二種典型材料的不同斷裂方式為分析材料的破壞原因和抗斷能力提供了直接而有效的依據(jù) ,這一點是其他試驗方法所不能相比的。 通過圓柱形試件的扭轉(zhuǎn)實驗可以測出如下力學(xué)性能指標(biāo)： ⑴ 剪切彈性模量 G 材料的扭轉(zhuǎn)過程可用其 Tφ 曲線 (亦即扭轉(zhuǎn)圖）來描述。 T代表施加在試件上的扭矩， φ 代表試件上相為 l0的兩截面的相對扭轉(zhuǎn)角。 圖 分別為兩種典型材料 (低碳鋼和鑄鐵 )的 Tφ 曲線。 由低碳鋼的扭轉(zhuǎn)曲線可看出，在其直線部分 oa段為彈性階段，在該階段內(nèi)試件橫截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變呈線性分布。 由材料力學(xué)中的彈性應(yīng)力公式知，此時在試件表面上的最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為：最大剪切力：式中 d0為試件的直徑； l0為試件的標(biāo)距長；為試件的扭轉(zhuǎn)截面模量根據(jù)剪切虎克定律： 扭轉(zhuǎn)試驗時只需測出該階段內(nèi)的扭矩值 T和其相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角 φ ，則可由上式求出剪切彈性模量 G ⑵ 剪切比例極限 τ p 在 Tφ 圖上求出對 T軸的正切比其直線部分的正切值大50﹪ 的扭矩值 Tp ， 即可由下式：得出這種規(guī)定條件的比例極限 τ p⑶ 剪切屈服極限 當(dāng)扭矩超過 Tp 后， 橫 截面上 剪 應(yīng)力的分布不再 呈 線性 ， 而 剪 應(yīng)變 仍保持線性分布 ， 如圖（ b） 。 隨著扭短的繼續(xù)增加，試件表面的剪應(yīng)力將首先達到屈服極限 ，但是由于試件內(nèi)部的剪應(yīng)力尚小于 ，所以，在試件表面的 剪應(yīng) 力 暫時不再增加，而剪應(yīng)變迅速增加的情況下，試件仍能繼續(xù)承裁。 Tφ 曲線稍微上升。隨著扭矩的不斷增加；橫裁面上剪應(yīng)力達到 區(qū)域就會逐漸形成一個環(huán)狀塑性區(qū) ， 如圖 (b)， 并不斷地向圓心擴展．直至橫截面的應(yīng)力 幾 乎全部達到屈服極限 ， 如 圖 (c)后，試件才接近于全面進入塑 性，此時，扭轉(zhuǎn)機上的扭矩度盤上的指針出現(xiàn)了短暫的停留。 設(shè)此時的扭矩值為 ，由靜力學(xué)關(guān)系知．若在截面上任取一切向內(nèi)力元素 ．則該橫截面上所有切