圆轴扭转实验报告实验分析

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

低碳钢扭转破坏实验、剪切弹性模量测定

一、实验目的和要求

1、测定低碳钢的剪切屈服点?s、剪切强度?b，观察扭矩-转角曲线（T??曲线）。

2、观察低碳钢试样扭转破坏断口形貌。 3、测定低碳钢的剪切弹性模量G。

4、验证圆截面杆扭转变形的胡克定律（??Tl/GIp）。 5、依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。

二、试验设备和仪器

1、微机控制扭转试验机。 2、游标卡尺。 3、装夹工具。

三、实验原理和方法

遵照国家标准（GB/T10128-1998）采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。如材料的剪切屈服强度点?s和抗剪强度?b等。圆截面试样必须按上述国家标准制成（如图1-1所示）。 试验两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。

图 1-1

试验机软件的绘图系统可绘制扭矩-扭转角曲线，简称扭转曲线（图1-2中的曲线）。

低碳钢扭转破坏实验、剪切弹性模量测定

图3-2

从图1-2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

第三章 圆轴的扭转

1. 试画出图示轴的扭矩图。

解：

（1）计算扭矩。将轴分为2段，逐段计算扭矩。 对AB段：

∑MX＝0， T1－3kN·m＝0 可得：T1＝3kN·m 对BC段：

∑MX＝0， T2－1kN·m＝0 可得：T2＝1kN·m （2）画扭矩图。

根据计算结果，按比例画出扭矩图如图。

2.图示一传动轴，转速n=200r/min，轮A为主动轴，输入功率PA=60kW，轮B，C，D均为从动轮，输出功率为PB=20kW，PC=15kW，PD=25kW。1）试画出该轴的扭

矩图；2）若将轮A和轮C位置对调，试分析对轴的受力是否有利？

解：

（1）计算外力偶矩。 MA=9549×60/200=2864.7N·m 同理可得：

MB=954.9N·m，MC=716.2N·m，MD=1193.6N·m （2）计算扭矩。

将将轴分为3段，逐段计算扭矩。 对AB段：∑Mx＝0， T1＋MB＝0 可得：T1＝-954.9N·m

对BC段：∑Mx＝0， T2＋MB－MA＝0 可得：T2＝1909.8N·m

对BC段

第六章 圆轴的扭转

一、填空题

1、圆轴扭转时的受力特点是：一对外力偶的作用面均_______于轴的轴线，其转向______。 2、圆轴扭转变形的特点是：轴的横截面积绕其轴线发生________。

3、在受扭转圆轴的横截面上，其扭矩的大小等于该截面一侧（左侧或右侧）轴段上所有外力偶矩的_______。

4、在扭转杆上作用集中外力偶的地方，所对应的扭矩图要发生________,_________值的大小和杆件上集中外力偶之矩相同。

5、圆轴扭转时，横截面上任意点的剪应变与该点到圆心的距离成___________。

6、试观察圆轴的扭转变形，位于同一截面上不同点的变形大小与到圆轴轴线的距离有关，显然截面边缘上各点的变形为最_______,而圆心的变形为__________。 7、圆轴扭转时，在横截面上距圆心等距离的各点其剪应变必然_________。

8、从观察受扭转圆轴横截面的大小、形状及相互之间的轴向间距不改变这一现象，可以看出轴的横截面上无____________力。

9、圆轴扭转时，横截面上剪应力的大小沿半径呈______规律分布。

10、圆轴扭转时，横截面上内力系合成的结果是力偶，力偶作用于面垂直于轴线，相应的横截面上各点的剪应力应

圆周扭转的强度计算

基础知识

1、 圆轴扭转的受力和变形特点：

2、圆轴扭转时的内力为 ，如何求 。

3、圆轴扭转时横截面上的应力是 ，与截面 。

4、圆轴扭转时横截面上应力的分布规律 （1） （2）

（3） （4）

基本计算公式

1横截面上任意一点切应力计算公式：

2、 最大切应力计算公式：

3.抗扭截面系数与哪些因素有关，及计算式

圆轴扭转的强度条件

1、 危险截面：

2、 强度条件：

基本题型

（一） 、基本概念理解 （二）、简单公式应用 （三）、强度条件应用

1、圆轴扭转时，横截面上任意点的切应力与该点到圆心的距离成___________。 2、圆轴扭转时，横截面上切应力的大小沿半径呈______规律分布。

3、圆轴扭转时，横截面上内力系合成的结果是力偶，力偶作用于面垂直于轴线，相应的横截

低碳钢、铸铁的扭转破坏实验

一：实验目的和要求 1、掌握扭转试验机操作。 2、低碳钢的剪切屈服极限τs。 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。

4、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式，并对试件断口形貌进行分析。 二：实验设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺 三、实验原理 1、低碳钢扭转实验

低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图（a）所示。

T Tb Ts 0 φ

图1. 低碳钢材料的扭转图

1. 低碳钢材料的扭转图

(a) (b) (c) 图2. 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图

ρ dA τ τs

τs 低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩T与扭转角φ成正比关系(见图1)，横截面上剪应

实验四 传输层协议分析

一、实验目的

1、学习3CDaemon FTP服务器的配置和使用，分析TCP报文格式，理解TCP的连接建立、 和连接释放的过程。

2、学习3CDaemon TFTP服务器的配置和使用，分析UDP报文格式，理解TCP协议与UDP协议的区别。

二、实验工具软件3CDaemon软件简介

3CDaemon是3Com公司推出的功能强大的集FTP Server、TFTP Server、Syslog Server 和TFTP Client于一体的集成工具，界面简单，使用方便。

这里主要介绍实验中需要用到的FTP Server功能和TFTP Server功能。 1、FTP Server功能

（1）配置FTP Server功能：选中左窗格功能窗口，打开FTP Server按钮，单击窗格中的 Configure FTP Server按钮，打开3CDaemon Configuration配置窗口，配置FTP Server功能。

这里需要设置的就是“Upload/Download”路径，作为FTP Server的文件夹，其它选项可以使用系统缺省设置。设置完成后，单击确认按钮，设置生效。

（2）在实验中，我们使用3CDaemon系统内置的

11231269 土木1109 刘凯恒

扭转实验

一．实验目的：

1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理，并进行操作练习。 2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限 、剪切强度极限 。 3.确定铸铁试样的剪切强度极限 。

4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。 二．实验设备及工具：

扭转试验机、游标卡尺、扳手。 三．试验原理：

扭转试验是材料力学试验最基本、最典型的试验之一。进行扭转试验时，把试件两夹持 端分别安装于扭转试验机的固定夹头和活动夹头中，开启直流电动机，经过齿轮减速器带动 活动夹头转动，试件便受到了扭转荷载，试件本身也随之产生扭转变形。扭转试验机配套软 件上可以直接读出扭矩T 和扭转角q ，同时试验机配套软件也自动绘出了T ?q 曲线图，一 般q 是试验机两夹头之间的相对扭转角。

因材料本身的差异，低碳钢扭转曲线有两种类型（图B）。扭转曲线表现为弹性、屈服 和强化三个阶段，与低碳钢的拉伸曲线不尽相同，它的屈服过程是由表面逐渐向圆心扩展， 形成环形塑性区。当横截面的应力全部屈服后，试件才会全面进入塑性。在屈服阶段，扭矩 基本不动或呈下降趋势的轻微波动，而扭转变形继续增加。当首次扭转角增加而扭矩不增加 （或保持恒定）时的

天津大学 化工机械基础 化工设备基础

《化工设备机械基础》教程 第五章 圆轴的扭转 第一节 圆轴扭转的实例与概念

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《化工设备机械基础》教程 工程上传递功率的圆轴及其扭转变形

传动轴

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《化工设备机械基础》教程 工程上传递功率的圆轴及其扭转变形哪 种 工 具 的 力 学 设 计 比 较 合 理 ？

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《化工设备机械基础》教程 工程上传递功率的圆轴及其扭转变形 圆 轴 AB AB AB AB首页 末页 向上 向下 返回 结束 调音

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《化工设备机械基础》教程1.扭转变形

Tk受力特点：反向力偶， 反向力偶，且外力偶的作 用面与杆件轴线垂直； 用面与杆件轴线垂直；

受扭杆件的 力学模型特征

Tkφ

变形特点：

横截面之间绕杆件的轴线 产生相对角位移。 产生相对角位移 横截面之间的相对角位移， 横截面之间的相对角位移，称为扭转角。首页 末页 向上 向下 返回 结束 调音

具有上述特征的变形 称为扭转变形。 工程

圆二色谱应用技术

一、实验目的

1、了解圆二色（CD）光谱的工作原理。 2、学会运用圆二色谱测氨基酸，蛋白质，DNA。

二、实验原理

对R和L两种圆偏振光吸收程度不同的现象。这种吸收程度的不同与波长的关系称圆二色谱，是一种测定分子不对称结构的光谱法。圆二色光谱是一种差光谱，样品在左旋偏振光照射下的吸收光谱与其在右旋吸收光谱照射下的偏振光之差。物质的吸收光谱决定物质的颜色。如果一个物质对左旋偏振光和对右旋偏振光的吸收 不同,那么称该物质具有圆二色性(circulardi2chroism,简称CD)。同样,如果一个物质对于不同方向的线偏振光的吸收不同,那么该物质具有线二色性。很多各向异性的晶体具有线二色性;而很多生物大分子和有机分子具有圆二色性在分子生物学领域中主要用于测定蛋白质的立体结构，也可用来测定核酸和多糖的立体结构。

圆二色谱仪由光源、单色器、起偏器、圆偏振发生器、试样室和光电倍增管组成。

三、实验步骤

1.通高纯氮气45min后，开机

2.点亮氙灯:打开主机电源INSTRUMENTPOWER;打开氙灯电源XENONLMAPPOWER;等待LMAPready灯亮；按红色IGNITELMAP按钮

3.打开主板电源INSTRUMENTPO