低碳钢和铸铁剪切试验.pdf

低碳钢和铸铁剪切实验 一、实验目的 测定低碳钢和铸铁的抗剪强度τb ，并观察受力及破坏情况。　 二、实验设备及工具 1．液压万能材料试验机。　 2．游标卡尺。　 3．板手。　 4．剪切器。　 三、实验原理 剪切实验一般采用圆柱形试件，将它对称地装在剪切器内，由万能试验机通过刀刃对试 件施加荷载Ｆ 。图 2–10 是双面剪切器，试件有两个截面受剪，随着力Ｆ 的增加，受剪面 上的材料经过弹性、屈服等阶段，最后沿受剪面被剪断。用万能机可以测得试件剪断时的最 大力Ｆm ，通过公式可以计算抗剪强度： Ｆ m 　　τb 2S 0 式中：Ｓ 为试件原始横截面积。　 0 图2–10 双面剪切器 图2–11 低碳钢剪切破坏形状 从低碳钢的剪切破坏实验可以看出，试件被剪成三段如图 2-11 所示，中间一段形成弧 形，说明低碳钢在剪切力的作用下伴有弯曲变形，同时还受到挤压。在实验过程中会发现 万能机指针倒退，在没有响声的情况下，试件即破坏。对于铸铁，在一对剪力的作用 下，破坏时分成四段。在实验过程中，伴随有两次响声，第一次响声发生在剪切器刀刃下试 件的中部如图 2-12 所示。这说明试件在承受剪切的同时还伴有弯曲，例如螺栓、铆钉等 受力状态与此相似，具有实用价值。　 图2–12 铸铁剪切破坏形状 四、实验步骤 1．测量两种材料圆柱形试件的直径d （测量方法与金属压缩实验相同）。　 2．选择测力度盘，配置摆锤，并调好零点。　 3．把试件对称地放在剪切器中，将剪切器放在万能机球形承垫上，然后把刀刃放在试 件上，并用手在侧面扶住。启动万能机，工作平台上升，当球形承垫上的剪切器上升到与万 能机的加力垫板接触时，将手松开。　 4．缓慢加载，对于铸铁第一次响声后，应继续加载至第二次声响，试件才被剪断，记 下Ｆm 。而低碳钢加载到一定程度，指针倒退，说明试件已被剪断，记下Ｆm 。　 5．试件剪断后，立即停机，旋开回油阀使万能机复位（此时应注意防止刀刃脱落、砸 τ 伤脚），取下剪切器中的试件，仔细观察其破坏特征，按公式 F ＝S / 2 计算两种材料的抗 b m 0 剪强度。　 五、思考题 １．实际剪切与理论纯剪切有哪些区别?　 ２．比较两种材料的剪切破坏特征及实用意义。