1.图解法
1)用自动记录方法记录扭矩-扭角(T-φ)曲线,如图5-7所示。
2)在所记录的曲线上延长弹性直线段交扭角轴于O点,截取OC=2Leγp/d,过点C作弹性直线段的平行线CA交曲线于A,点A对应的扭矩为所求扭矩Tp。
图5-7 规定非比例扭转强度
3)按下式计算规定非比例扭转强度:
式中 τp——规定非比例扭转强度,单位为N/mm2;
Tp——规定非比例扭矩,单位为N·mm;
W——截面系数,单位为mm3,对于圆柱形试样和管形试样分别按下式计算:
圆柱形试样
式中 d——圆柱形试样平行长度部分的外直径,单位为mm。
管形试样
式中 d——管形试样平行长度部分的外直径,单位为mm;
a——管形试样平行长度部分的管壁厚度,单位为mm。
2.逐级加载法
1)对试样施加预扭矩,预扭矩一般不超过相应预期规定非比例扭转强度τp0.015的10%。
2)装上扭转计并调整零点。
3)在相当于规定非比例扭转强度τp0.015的70%~80%以前,施加大等级扭矩,以后施加小等级扭矩,小等级扭矩应相当于不大于10N/mm2的切应力增量。
4)读取各级扭矩读数中减去计算得到的弹性部分扭角,得到非比例部分扭角。
5)施加扭矩直至得到非比例扭角等于或稍大于所规定的数值为止。
6)用内插法求出精确的扭矩,按式(5-2)计算规定非比例扭转强度。
3.逐级加载法测定规定非比例扭转强度举例(www.daowen.com)
试验材料为碳素钢,试样直径d为φ10.00mm,扭转计标距Le=100.0mm,扭转计分度0.00025rad,截面系数W=196.35mm3。
预期规定非比例扭转强度τp0.015=250N/mm2,取初始预应力τ0=10%τp0.015=25N/mm2,相当于预扭矩T0=τ0×W=4908.75N·mm,取整T0=5000N·mm。相当于预期规定非比例扭转强度的80%的扭矩为
T=80%τp0.015W=0.8×250×196.35N·mm=39270N·mm,取整T=39000N·mm
在预期规定非比例扭转强度的80%以前施加大等级扭矩,以后施加小等级扭矩。大等级扭矩取3级,每级为
取整ΔT=11000N·mm。
小等级扭矩取ΔT1=2000N·mm。
试验记录如表5-4所示。
在线性比例范围内计算得的小等级扭矩的扭角平均增量为
从总角读数中减去按每2000N·mm对应的比例扭角为10.3分度这样计算的比例扭角部分,即可得非比例扭角部分。
表5-4 试验记录
由于要测定的规定非比例扭转强度τp0.015,其规定的非比例切应变为0.015%,所对应的扭转计分度数为
从表5-6中读出最接近非比例扭角为12.0分度时对应的扭矩为52000N·mm,用内插法求出精确的扭矩值为
修约后为τp0.015=270N/mm2。
图5-8 上屈服扭矩和下屈服扭矩
a)下屈服扭矩 b)上、下屈服扭矩
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