扭轉試驗機在材料科學、機械制造等領域發揮著重要作用,為產品質量控制和新材料研發提供了有力支持,相較于一些大型機械設備,該試驗機在工作時產生的噪音較低,改善了工作環境,使工作人員能夠在相對安靜的氛圍中進行操作。
扭轉試驗機的基本工作原理:
1.試樣固定:在試驗開始前,利用夾具系統將待測試的試樣牢固地固定在扭轉試驗機上。這些夾具能夠確保試樣在后續的操作過程中保持穩定的位置,不會發生移動或晃動,從而保證測試的準確性。
2.施加扭矩:設備會按照設定的要求,通過傳動裝置對試樣施加扭矩。這個扭矩可以使試樣產生轉動趨勢,進而導致其發生扭轉變形。可以通過調整設備的參數來控制扭轉速率或者扭轉角度,以滿足不同的測試需求。
3.測量記錄:在試樣承受扭矩的過程中,安裝在機器上的傳感器會實時監測并記錄相關數據。其中,扭矩傳感器負責測量試樣所受到的扭矩大小;角位移傳感器則用于測量試樣因扭轉而產生的角度變化。通過對這些數據的采集和分析,可以得到試樣的扭矩 -角度曲線等重要信息,據此得出試樣的抗扭強度、變形特性等參數。
扭轉試驗機的測定步驟:
1.準備階段
-選擇試樣:根據試驗目的和相關標準,選取合適形狀、尺寸且表面光滑無缺陷的試樣。例如,金屬棒材、線材或特定形狀的零部件等都可能作為試樣。確保試樣能夠準確代表被測材料的性能。
-安裝試樣:將試樣正確安裝在扭轉試驗機的兩個夾頭之間,調整夾頭的松緊度,既要保證試樣在試驗過程中不會滑動,又不能過緊導致試樣受損。對于一些特殊形狀的試樣,可能需要使用專用的夾具來固定。
-設置參數:打開扭轉試驗機的電源和控制系統,按照試驗要求設置相關的參數,如加載速度、扭矩值、轉角范圍等。這些參數應根據材料的特性和試驗標準進行合理設定。
2.預加載與校準(可選但建議)
-預加載:在進行正式試驗前,可以先對試樣施加一個小的初始扭矩,以消除間隙和系統誤差,使后續測量更加準確。
-校準設備:如果有必要,可使用標準砝碼或其他已知重量的物品對扭轉試驗機進行校準,確保其測量精度符合要求。
3.開始試驗
-啟動機器:確認所有準備工作完成后,啟動扭轉試驗機,使其按照設定的速度和方向對試樣施加扭矩。同時,密切關注設備的運行狀態和數據的采集情況。
-記錄數據:在試驗過程中,實時記錄扭矩隨時間或轉角的變化數據。現代的扭轉試驗機通常配備有自動數據采集系統,能夠直接生成扭矩 -轉角曲線等相關圖表,方便后續分析和處理。
4.觀察與判斷
-觀察現象:仔細觀察試樣在受扭過程中的變形情況,包括是否有裂紋產生、擴展的速度和位置等。當試樣出現明顯的破壞跡象時,如斷裂、屈服等,應及時停止試驗并記錄下來此時的相關數據。
-確定關鍵點:從記錄的數據中找出關鍵的力學性能指標對應的點,如屈服扭矩點、扭矩點等,這些點對于評估材料的扭轉性能至關重要。
5.結束試驗與清理
-停止加載:當達到預定的試驗條件(如試樣斷裂、達到設定扭矩等)后,停止扭轉試驗機的加載動作。
-取下試樣:小心地從夾頭上取下已經變形或損壞的試樣,妥善保管好剩余部分以便進一步分析。
-清理現場:清理試驗臺上殘留的材料碎片和其他雜物,保持試驗環境的整潔。
6.數據分析與報告撰寫
-數據處理:對采集到的數據進行分析處理,計算出所需的力學性能指標,如剪切強度、剪切模量等。可以通過軟件對數據進行擬合、回歸等操作,以提高結果的準確性。
-撰寫報告:根據試驗結果撰寫詳細的試驗報告,包括試驗目的、試樣信息、試驗設備、試驗過程、數據處理方法以及結論等內容。報告中應附上必要的圖表和照片,以直觀展示試驗結果。