扭转试验是测定材料抵抗扭矩作用的一种试验,是材料机械性能试验的基本试验方法之一。扭转试验可以测定脆性材料和塑性材料的强度和塑性,对于制造经常承受扭矩的零件如轴、弹簧等材料常需进行扭转试验。
扭转试验是对试样施加扭矩T,测量扭矩T及相应的扭角φ ,绘制出扭转曲线图,一般扭至断裂,以便测定金属材料的各项扭转力学性能指标
扭转试验检测指标
扭转刚度、扭转强度和疲劳特性
扭转试验检测类型
一般分为失效、验证或功能试验。失效指的是对产品部件或试样进行扭转直至失效。可以是确定极限剪切强度的静态试验,也可以是确定产品在各种负载条件下失效时寿命的循环试验。失效可分为试样的物理断裂或屈服缺陷。验证实验是指施加扭转负荷并保持一定时间,证明产品可以在设定的时间内承受扭转力。功能试验在骨科植入物成品上进行,目的是确保产品在使用中遇到的扭转力负荷下表现。
扭转试验特点
扭转时应力状态的柔度系数较大,因而可用于测定那些在拉伸时表现为脆性的材料。如:淬火低温回火工具钢的塑性。
圆柱试件在扭转试验时,整个长度上的塑性变形始终是均匀的。试件截面及标距长度基本保持不变,不会出现静拉伸时试件上发生的颈缩现象。
扭转试验可以明确地区分材料的断裂方式,正断或切断。对于塑性材料,断口与试件的轴线垂直,断口平整并有回旋状塑性变形痕迹。
扭转试验时,试件截面上的应力应变分布表明,该试验对金属表面缺陷显示很大的敏感性。因此,可利用扭转试验研究或检验工件热处理的表面质量和各种表面强化工艺的效果。
扭转试验时,试件受到较大的切应力,因而还被广泛地应用于研究有关初始塑性变形的非同时性的问题。如弹性后效、弹性滞后以及内耗等
扭转试验检测范围
可使骨科植入物、电子元器件、高分子材料、复合材料等产品符合其预期应用的性能规范。
材料科学和工程:扭转试验可用于评估各类工程材料的扭转性能,如金属材料、塑料、复合材料等。这对于设计和制造扭转受力的构件,如轴、螺栓、弹簧等,具有重要意义。
汽车工程:汽车的传动系统涉及到大量的扭转受力,如发动机、变速器、传动轴等。扭转试验可用于评估这些组件的扭转刚度、耐疲劳性能和可靠性,以提高汽车的性能和寿命。
航空航天工程:飞机和航天器的部件也需要承受扭转加载,如飞机发动机的转子、航天器的舵机等。扭转试验可用于评估这些部件的扭转强度和疲劳性能,以保证飞行器的安全性和可靠性。
机械工程:扭转试验可用于机械设备和工具的设计和优化。例如,对于扭矩传感器、扭转弹簧、涡轮机械等,扭转试验可用于评估其扭转刚度、扭转变形和工作寿命。
医疗器械:扭转试验可用于评估医疗器械的材料和结构的扭转性能,如人工关节、支架等。这对于确保医疗器械的耐用性和安全性具有重要意义。
总的来说,扭转试验在材料科学、汽车工程、航空航天工程、机械工程和医疗器械等多个领域中具有广泛的应用,可以帮助评估材料和产品的扭转性能,从而提高其性能和使用寿命。
不同材料的扭转性能可能存在极大差异,因此在进行检测时要有针对性地选择合适的测试方法和参数。针对不同材料的特点制定相应的检测方案,才能更好地评估材料的性能。
扭转试验检测设备
扭转试验机的工作原理主要涉及对材料进行扭转测试,以评估其性能。 这些试验机通常由机械和电器两部分组成,其中机械部分负责施加扭转力,而电器部分则控制整个过程。以下是两种常见的扭转试验机的工作原理:
1.线材扭转试验机:这类试验机适用于金属线材,通过电子电路控制施加的轴向力和旋转力。试验过程中,线材的扭转圈数可以通过电子计数器精确记录。这种试验机通常具有轴向可移动的夹头,采用滑动轴承以减少摩擦阻力,确保轴向移动的平直度。
2.金属线缆扭转试验机:这种试验机用于测试金属线缆的单向或双向扭转性能。测试时,线缆以其自身为轴线进行均匀扭转,直到达到规定的扭转次数或线缆断裂。单向扭转是指线缆绕自身轴线向一个方向旋转360°作为一次扭转;双向扭转则是在一个方向旋转后,再向相反方向旋转相同次数。
3.电动材料扭转试验机则采用电动加载方式,通过全数字交流伺服系统和精密行星齿轮减速器带动夹具旋转,对试件进行加载,实现扭转试验。这类试验机的工作台中间位置为试件扭转空间,装有固定和旋转夹具,用于装夹试样进行测试。
不同的材料要求不同类型的测试机器,因此在选择测试机器时要根据实际需要进行正确的选择。同时,测试机器的校准也是确保测试结果准确性的关键环节,定期对测试机器进行校准是必不可少的步骤





