5.2扭转 一.实验目的 1.掌握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能： 2.绘制扭矩一扭角图： 3.观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异： 4.了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 二.实验仪器、设备及试件 扭转材料试验机，游标卡尺等。 圆截面扭转试件的结构形状如图5.2-1所示。 夹持部分过波段 图5.2-1圆截面扭转试件的结构 试件分为夹持部分、过渡段和待测部分。标距(1。)是待测部分的主体，其截面积为S。按国 家标准GB10128-88的规定，选用合适的尺寸。 三.实验原理 由材料力学可知，圆柱扭转时横截面上任一点的剪应力和单位扭转角分别为： 。s4p (5.2-1a) Jn 0=do=M (5.2-1b) dx GJ 最大剪应力产生在试件的外表面，表达式为： MR M (5.2-2) JW 式中，M一扭矩，Jm一极惯性距，W一抗扭截面摸量。 圆柱扭转时，其表面上任意一点都处于平面应力状态（图52-2）。沿任意斜截面上的正应力和 剪应力为：oa=-2 r sina cosa=-tsin2a,ta=tcos2a-tsin2au=tcos2a。当 a=45时，045=-T=0 max;a=135时，0135=t=0mx。 各种材料抵抗剪切的能力不同，因此不同材料的扭转破坏方式也不相同。低碳钢圆试件扭转到 破坏时，因已超过屈服阶段，如作为理想塑性考虑（图52-3），横截面上的剪应力的分布趋于均匀 如图52-4所示。假设应力均达到了破坏应力（强度极限），则这时截面上应力tx与破坏时扭矩 Mnms的关系为： So89 5.2 扭转 一．实验目的 1．掌握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能； 2．绘制扭矩一扭角图； 3．观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异； 4．了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 二．实验仪器、设备及试件 扭转材料试验机，游标卡尺等。 圆截面扭转试件的结构形状如图 5.2-1 所示。 试件分为夹持部分、过渡段和待测部分。标距（ 0 l ）是待测部分的主体，其截面积为 S0。按国 家标准 GB10128-88 的规定，选用合适的尺寸。 三．实验原理 由材料力学可知，圆柱扭转时横截面上任一点的剪应力和单位扭转角分别为： n n J M     （5.2-1a） n n d M dx GJ     （5.2-1b） 最大剪应力产生在试件的外表面，表达式为： max n n n n M R M J W    （5.2-2） 式中，Mn—扭矩，Jn—极惯性距，Wn—抗扭截面摸量。 圆柱扭转时，其表面上任意一点都处于平面应力状态（图 5.2-2）。沿任意斜截面上的正应力和 剪 应 力 为 ： 2 2 2 sin cos sin 2 , cos sin cos 2                       。 当         =45 ; =135 45 max 135 max        时， 时， 。 各种材料抵抗剪切的能力不同，因此不同材料的扭转破坏方式也不相同。低碳钢圆试件扭转到 破坏时，因已超过屈服阶段，如作为理想塑性考虑（图 5.2-3），横截面上的剪应力的分布趋于均匀 如图 5.2-4 所示。假设应力均达到了破坏应力（强度极限），则这时截面上应力 max  与破坏时扭矩 M nmax 的关系为： l0 d 过渡段 夹持部分 图 5.2-1 圆截面扭转试件的结构