东南大学力学实验中心金属材料扭转实验 而在纯剪切应力状态下，杆件表面任一斜截面上的正应力和剪应力分别为 Ga =-Tmas Sin2a 和 To=Tm cos2a 从以上两式可知，在a=0°和a=90°两个面上的剪应力绝对值最大，均等于tmx。而在 a=-45°和=45°两个斜截面上的正应力分别为最大、最小值，绝对值均等于tm,分 别为拉应力和压应力. 上述应力分析所得结果可从圆杆在扭转实验中的破坏现象得到验证。对于抗剪强度低 于抗拉强度的材料（低碳钢），破坏是首先从杆的最外层沿横截面放生剪断而产生的。对于 抗拉强度低于抗剪强度的材料（铸铁），破坏是首先在杆的最外层沿与杆轴线约成45°倾 角的螺旋形曲面发生拉断而产生的，见图4。 图4断口分析 四、实验步骤 1试样的测量 圆柱形试样应在标距两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次直径，并取其算术 平均值，取用3处测得直径的算术平均值计算试样的极惯性矩：取用3处测得直径的算术平 均值中的最小值计算试样的截面系数 2 试验机的准备 打开试验机的启动开关，打开控制软件，设定试验参数（见标题五“控制软件操作流 程”)，扭矩、扭角调零。 3安装试样 根据试样长度调整夹头位置，保证试样两端夹持充分。试样夹紧后取下夹头上配备的 加力扳手，置于适当位置。用粉笔 试样上沿韩 线画一条直线，能够直观地观察到试样的变 形情况。 4加载 点击控制软件上的“开始”按钮，正式加载。加载过程中注意观察试样的变化和扭转 曲线的变化，直至试样破坏。 5保存、整理实验数据东南大学力学实验中心 金属材料扭转实验 而在纯剪切应力状态下，杆件表面任一斜截面上的正应力和剪应力分别为 σ α = −τ max sin 2α 和 τ α = τ max cos 2α 从以上两式可知，在α = 0° 和α = 90° 两个面上的剪应力绝对值最大，均等于 max τ 。而在 α = −45° 和α = 45°两个斜截面上的正应力分别为最大、最小值，绝对值均等于 max τ ，分 别为拉应力和压应力。 上述应力分析所得结果可从圆杆在扭转实验中的破坏现象得到验证。对于抗剪强度低 于抗拉强度的材料（低碳钢），破坏是首先从杆的最外层沿横截面放生剪断而产生的。对于 抗拉强度低于抗剪强度的材料（铸铁），破坏是首先在杆的最外层沿着与杆轴线约成 45º倾 角的螺旋形曲面发生拉断而产生的，见图 4。 图 4 断口分析 四、实验步骤 1 试样的测量 圆柱形试样应在标距两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次直径，并取其算术 平均值，取用 3 处测得直径的算术平均值计算试样的极惯性矩；取用 3 处测得直径的算术平 均值中的最小值计算试样的截面系数。 2 试验机的准备 打开试验机的启动开关，打开控制软件，设定试验参数（见标题五“控制软件操作流 程”），扭矩、扭角调零。 3 安装试样 根据试样长度调整夹头位置，保证试样两端夹持充分。试样夹紧后取下夹头上配备的 加力扳手，置于适当位置。用粉笔在试样上沿轴线画一条直线，能够直观地观察到试样的变 形情况。 4 加载 点击控制软件上的“开始”按钮，正式加载。加载过程中注意观察试样的变化和扭转 曲线的变化，直至试样破坏。 5 保存、整理实验数据