圆轴扭转实验

实验二 常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练 ——圆轴扭转实验

一、 实验目的

1．测定钢的剪切弹性模量G，验证剪切胡克定律。 2．观察、分析低碳钢和铸铁的扭转破坏现象。 二、 设备及仪器

1．JY－2型扭角仪

2．NJ—50B型扭转试验机 3．游标卡尺 4．钢皮尺 三、 实验原理

在比例极限内验证剪切胡克定律，并测定钢的剪切弹性模量G。圆轴扭转时，在比例极限内，圆轴两端截面的扭转角?与转矩的大小成正比，即：

??MnL GIp通过实验可以验证转矩与扭转角是否符合上述关系，如果符合，即验证了剪切胡克定律。 实验时，为了验证胡克定律，并提高测量精确度，通常采用增量法进行实验。也就是把欲加的最终载荷分成几等份，逐级加载，因各次增加的转矩Mn相同，如果通过扭角仪得出的扭转角增量大致相同，则可以说明圆轴扭转角与转矩Mn成正比关系，这就验证了剪切胡克定律。

???又从上式可求得剪切弹性模量G为：

?Mn?L （1）

GIp?Mn?L （2）

??IpG?四、 实验方法和步骤

1．用JY-2型扭角仪验证剪切胡克定律，测定剪切弹性模量G。

（1）测量JY-2型扭角仪的试件直径d和标距L，加力臂长度L1，测臂长度R。 （2）调整百分表，将百分表的指针调整到零点。

（3）采用增量法，逐次加砝码，每加一次砝码则记录一次相应的百分表读数，并填入表格。

（4）求出转矩增量ΔMn及两截面相对扭转角增量??的平均值，利用（2）式计算G。

??平均??A平均R

2．在NJ50—B型扭转实验机上做扭转破坏实验

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（1）根据试件尺寸和材料，选择合适的测转矩度盘与转速，并检查自动绘图器是否能正常工作。

（2）装夹试件，使自动绘图器处于工作状态，开动试验机对试件加载，加载过程中注意观察绘图情况及测转矩度盘指针情况。 五、 注意事项

扭角仪加载时，要轻加轻卸，不可过载，以保证试件内的应力不超过材料的比例极限。

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