一．实验目的
扭转试验是了解材料抗剪能力的一项基本试验。本试验通过两种典型材料了解塑性（低碳钢）和脆性材料（铸铁）受扭转时的机械性能，绘制扭矩一扭角图。并比较它们的破坏现象及原因。 扭转试验过程中，试件的断面形状和尺寸几乎一直不变，无缩颈现象，变形较均匀，可比较准确地测定试件变形及瞬时破坏应力。 关于扭转试验的要求及试件尺寸，可参阅国家标准《金属室温扭转试验方法》GB10128-88的规定。
2.测定铸铁的扭转强度极限。
3.观察低碳钢和铸铁的断口情况，并分析其原因
二．实验原理
1.低碳钢园截面试件扭转时，其尺寸和形式视试验机而定。在弹性范围内，扭矩T 与扭转角为直线关系(图3-1a)。
当扭矩超过比例极限扭矩时，曲线变弯并逐渐趋于水平。在屈服阶段时，扭角增加而扭矩不增加，此时的扭矩即为屈服扭矩。屈服后，圆截面上的剪应力，由边缘向中心将逐步升值到扭转屈服极限(图4-1b)，即截面材料处于全屈服状态，由此，可以求得材料的剪切屈服极限为：
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图3-1a 低碳钢扭转时的曲线 3-1b 低碳钢扭转时横截面在全屈服下的应力分布
， 其中
此后，扭转变形继续增加，试件扭矩又继续上升至C点，试件被剪断，记下破坏扭矩，扭转强度极限为：
铸铁受扭时，曲线如图3-2所示。从开始受扭，直到破坏，近似为一条直线，故其强度极限可按线弹性应力公式计算如下：
图3-2 铸铁扭转时的储物盒曲线 图3-3 铸铁扭转时沿45o 斜截面的应力
材料在纯剪切时，横截面上受到切应力作用，而与杆轴成45o螺旋面上，分别受到拉应力和压应力的作用(图3-3)。
低碳钢的抗拉能力大于抗剪能力，故试件沿横面剪断(图4-4a)，而铸铁抗拉能力小于抗剪能力，故沿45o方向拉断(图3-4b)。
图3-4a 低碳钢扭转破坏 图3-4b 铸铁扭转破
三．仪器与设备
1．微机控制扭转试验机
2．数显卡尺
四．实验方法与步骤
1．测量原始直径d0：在试样的标距部分测量3个截面，每个截面互垂方向测量两次， 用其中最小截面的平均直径计算Wp 。
2．启动计算机控制程序，设置参数。
3．试样对中、夹紧，力矩及转角计数器调零。
4．开始实验。试样整体屈服前用慢速，速度应在60～300/min的范围内，强化后可提高加载速度。
5．观察M-φ曲线的生成过程。及时记录屈服扭矩Ms和断裂时的最大扭矩Mb 、及断裂时的相对扭转角φ客流分析数据
6．绘制试件破坏形状图。
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五．注意事项
1．加扭矩要均匀缓慢。
2．变换扭矩测量范围，要在加载前停机进行。若要调整机器转速，也要停机进行，以免损坏传动齿轮。
六．预习要求
1．了解扭转实验的目的。
2．复习扭转变形的理论及实验原理。
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七．实验报告要求
实验报告应包括：实验名称、实验目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果，如低碳钢及铸铁扭转时的机械性能，图（用坐标纸绘制），两种试件破坏时的断口状态图等。分析讨论低碳钢和铸铁破坏情况及原因，并与拉伸、压缩试验情况进行比较。
