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材料扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

JJG269—2006  扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)

GB/T10128—2007  金屬材料  室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法

JB/T9370—1999  扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)  技術(shù)條件

材料扭矩試驗(yàn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)介紹

    材料扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)主要由全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程加載速率無(wú)沖擊、穩(wěn)定。數(shù)據(jù)的測(cè)量由扭矩傳感器、光電編碼 器等組成。扭矩傳感器采集試樣產(chǎn)生的扭矩，光電編碼器采集試樣產(chǎn)生的扭角；要求檢測(cè)材料的剪切模量時(shí)，還要增加扭轉(zhuǎn)計(jì)。試驗(yàn)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)處理及 輸出結(jié)果。
材料扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)過(guò)程
    1．試樣的準(zhǔn)備

    首先按照GB/T10128—2007的規(guī)定，以及該試驗(yàn)機(jī)的夾具型式、尺寸，準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)試樣。如圖1所示。

    2．試樣的裝夾

    試樣的裝夾很關(guān)鍵。在裝夾時(shí)，先將試樣插入靜夾頭端（帶有傳感器的一端），然后調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)夾頭，使之容易的讓試樣進(jìn)入動(dòng)夾頭。注意，在裝入試樣后，不要再旋轉(zhuǎn)動(dòng)夾頭。

    3．試驗(yàn)過(guò)程

    試樣裝夾完畢，可以開(kāi)始試驗(yàn)。先將扭矩顯示窗口清零。根據(jù)材料特性選擇加載速率。如果只是檢測(cè)材料的抗扭強(qiáng)度、zui大扭矩等，可以不加扭轉(zhuǎn)計(jì)。如果要測(cè)試試件的剪切模量等，需要增加扭轉(zhuǎn)計(jì)。圖3是試樣在加載過(guò)程中的變形示意圖。

     低碳鋼試樣和鑄鐵試樣的扭轉(zhuǎn)破壞斷口形貌有很大的差別。圖4（a）所示低碳鋼試樣的斷面與橫截面重合，斷面是zui大切應(yīng)力作用面，斷口較為平齊，可知為剪切 破壞；圖4（b）所示鑄鐵試樣的斷面是與試樣軸線(xiàn)成45o角的螺旋面，斷面是zui大拉應(yīng)力作用面，斷口較為粗糙，因而是zui大拉應(yīng)力造成的拉伸斷裂破壞。

從圖5（a）可以看到，低碳鋼試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)曲線(xiàn)由彈性階段( oa段 )、屈服階段( ab段 )和強(qiáng)化階段( cd段 )構(gòu)成，但屈服階段和強(qiáng)化階段均不像拉伸試驗(yàn)曲線(xiàn)中那么明顯。由于強(qiáng)化階段的過(guò)程很長(zhǎng)，圖中只繪出其開(kāi)始階段和zui后階段，破壞時(shí)試驗(yàn)段的扭轉(zhuǎn)角可達(dá)10π 以上。
    b所示的鑄鐵試樣扭轉(zhuǎn)曲線(xiàn)可近似地視為直線(xiàn)( 與拉伸曲線(xiàn)相似，沒(méi)有明顯的直線(xiàn)段 )，試樣破壞時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形比拉伸破壞時(shí)的變形要明顯得多。
    4．試驗(yàn)結(jié)果的處理
    4.1抗扭強(qiáng)度的計(jì)算： 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)程序自動(dòng)處理。
    4.2材料的切變模量
    材料的切變模量G遵照GB/T10128可由圓截面試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)定。在彈性范圍內(nèi)進(jìn)行圓截面試樣扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，扭矩廠(chǎng)與扭轉(zhuǎn)角中之間的關(guān)系符合扭轉(zhuǎn)變形的胡克定律 ，式中： 為截面的極慣性矩。當(dāng)試樣長(zhǎng)度l和極慣性矩Ip均為已知時(shí)，只要測(cè)取扭矩增量ΔT和相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角增量ΔΦ，可由式： 計(jì)算得到材料的切變模量。試驗(yàn)通常采用多級(jí)等增量加載法，這樣不僅可以避免人為讀取數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差，而且可以通過(guò)每次載荷增量和扭轉(zhuǎn)角增量驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)變形胡克定律。
    注意到三個(gè)彈性常數(shù)E，μ，G之間的關(guān)系 由材料手冊(cè)查得材料的彈性模量E和泊松比μ，計(jì)算得到材料的切變模量Gtr ，如將計(jì)算值Gtr取作真值，可將測(cè)試得到的G值與Gtr值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)測(cè)試誤差。

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