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液晶显示电子万能试验机
微机控制电子万能试验机
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WDS数显式电子万能试验机(门式结构)
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方圆电子材料扭转试验机的应用


       扭转试验机在材料分析领域有着广泛的应用,现市场主要为微机控制扭转试验机,试验过程精度、数据分析及处理自动化程度高。本文方圆就该类型扭转试验过程做以介绍。
 

  试验结果的处理
  抗扭强度的计算:扭转试验机专用程序自动处理
  材料的切变模量
  材料的切变模量G遵照GB/T10128可由圆截面试样的扭转试验测定。在弹性范围内进行圆截面试样扭转试验时,扭矩厂与扭转角中之间的关系符合扭转变形的胡克定律,式中:为截面的极惯性矩。当试样长度l和极惯性矩Ip均为已知时,只要测取扭矩增量ΔT和相应的扭转角增量ΔΦ,可由式:
  计算得到材料的切变模量。试验通常采用多级等增量加载法,这样不仅可以避免人为读取数据产生的误差,而且可以通过每次载荷增量和扭转角增量验证扭转变形胡克定律。
  注意到三个弹性常数E,μ,G之间的关系由材料手册查得材料的弹性模量E和泊松比μ,计算得到材料的切变模量Gtr,如将计算值Gtr取作真值,可将测试得到的G值与Gtr值进行比较,检验测试误差。
  还有一些比较复杂的处理,如规定非比例扭转应力、规定非比例扭矩等
  摘要:扭转试验机在材料分析领域有着广泛的应用,现市场主要为微机控制扭转试验机,试验过程精度、数据分析及处理自动化程度高。本文就该类型扭转试验过程做以介绍。
  伺服电机,计算机控制系统,扭转试验,金属扭转试验装置,试验结果对比。
  试验过程
  1.试样的准备
  首先按照GB/T10128—2007的规定,以及该试验机的夹具型式、尺寸,准备好标准试样。如图1所示。
  1:材料扭转标准试样(圆形)
  2.试样的装夹(如图2所示)
  试样的装夹很关键。在装夹时,先将试样插入静夹头端(带有传感器的一端),然后调整试验机的动夹头,使之容易的让试样进入动夹头。注意,在装入试样后,不要再旋转动夹头。
  2:试样装夹示意图
  3.试验过程
  试样装夹完毕,可以开始试验。先将扭矩显示窗口清零。根据材料扭转试验机特性选择加载速率。如果只是检测材料的抗扭强度、最大扭矩等,可以不加扭转计。如果要测试试件的剪切模量等,需要增加扭转计。
  3是试样在加载过程中的变形示意图。
  3:试样在加载过程中的变形示意图
  两种材料的断口形状图
  4:两种材料的断口形状
  低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。图4(a)所示低碳钢试样的断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为平齐,可知为剪切破坏;图4(b)所示铸铁试样的断面是与试样轴线成45o角的螺旋面,断面是最大拉应力作用面,断口较为粗糙,因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。
  5:扭矩—扭角曲线图(a)低碳钢(b)铸铁
  从可以看到,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,图中只绘出其开始阶段和最后阶段,破坏时试验段的扭转角可达10π以上。
  b所示的铸铁试样扭转曲线可近似地视为直线(与拉伸曲线相似,没有明显的直线段),试样破坏时的扭转变形比拉伸破坏时的变形要明显得多。
  主要结构介绍
  该扭转试验机主要由全数字交流伺服驱动系统、计算机控制、数据采集及处理系统组成。整个试验过程加载速率无冲击、稳定。数据的测量由扭矩传感器、光电编码器等组成。扭矩传感器采集试样产生的扭矩,光电编码器采集试样产生的扭角;要求检测材料的剪切模量时,还要增加扭转计。试验由计算机进行控制、数据处理及输出结果。
  执行标准:
  JJG269—2006扭转试验机
  GB/T10128—2007金属材料室温扭转试验方法
  JB/T9370—1999扭转试验机技术条件

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