Испытание металлов на кручение

Образец представляет собой круглый стержень диаметром 15—25 мм (рис. 68) с лысками на концах, которые служат для его установки в захватах машины. Одному из захватов передается крутящий момент, который уравновешивается отклонением маятника, соединенного со вторым захватом. При этом один конец образца (или одно поперечное сечение его) поворачивается на некоторый угол относительно другого. Записывающее устройство машины вычерчивает диаграмму кручения, графически изображающую зависимость угла кручения от крутящего момента.

Диаграмма кручения при испытании пластичного металла отчетливо выявляет прямолинейный участок пропорциональной зависимости деформации от крутящего момента (рис. 69, а). Бывают заметны появления пластической деформации и участок текучести. Разрушающий крутящий момент является наибольшим и при нем образец ломается перпендикулярно своей оси без предварительного образования какого-либо сужения.

Испытание кручением хрупкого материала дает слегка выпуклую кривую, свидетельствующую о преобладании в материале упругой деформации и о разрушении образца при наибольшей величине крутящего момента без предварительного сужения. Излом происходит по наклонному сечению.

В результате испытания кручением определяют модуль упругости при сдвиге



где g — модуль упругости при сдвиге;

M — крутящий момент;

I — расстояние между сечениями;

ф — угол кручения, рад;

I — полярный момент инерции сечения.

На основании данных испытания определяют также предел пропорциональности и предел прочности при кручении



где т — касательное напряжение;

M — крутящий момент;

r — радиус поперечного сечения образца.

Так как



где W — полярный момент сопротивления сечения, см3, то



При вычислении предела пропорциональности берут величину крутящего момента, соответствующую концу прямолинейного участка на диаграмме кручения, а для определения предела прочности — крутящий момент, вызывающий разрушение образца.