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。本文就该类型扭转试验过程做以介绍。

　　一、执行标准

　　1.JJG269-2006：扭转试验机。

　　2.GB/T10128-2007：金属材料，室温扭转试验方法。

　　3.JB/T9370—1999：扭转试验机，技术条件。

　　二、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。

　　三、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)。

　　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，使之容易地让试样进入动夹头。注意：在装入试样后，不要再旋转动夹头。

　　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。图3是试样在加载过程中的变形示意图。

　　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。

　　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。5(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。

　　4.试验结果的处理

　　(1)抗扭强度的计算：扭转试验机专用程序自动处理

　　(2)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