【摘要】:扭转试样断裂后,从断裂面的破断情况可判断金属的性能和产生破断的原因。因此圆柱形试样扭转时,最大切应力发生在靠近试样表面的横截面和径向截面上,而最大正应力则发生在试样表面处与试样轴线成45°倾角的斜截面上。图8-31 圆柱形扭转试样扭转破断形式木材圆柱形试样在扭转时,则沿纵向纤维发生错动破坏,如图8-31c所示。
扭转试样断裂后,从断裂面的破断情况可判断金属的性能和产生破断的原因(是韧性断裂还是脆性断裂,是正应力引起的破断还是切应力产生的破断)。扭转试验时,圆柱形试样表面的应力状态如图8-22所示,最大切应力和正应力绝对值相等,夹角成45°。因此圆柱形试样扭转时,最大切应力发生在靠近试样表面的横截面和径向截面上,而最大正应力则发生在试样表面处与试样轴线成45°倾角的斜截面上。
由于低碳钢等塑性材料的抗剪强度低于它们的抗拉(压)强度,所以破断发生在切应力最大处,即沿与轴线垂直的横截面发生剪切破断,这种断口平整,有塑性滑移痕迹,如图8-31a所示。
对于铸铁等脆性材料,由于它们的抗拉强度比剪切强度低,所以破断在受拉应力最大的部位发生,即沿着与试样轴线成45°倾角的螺旋面上发生正断破坏,如图8-31b所示。
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图8-31 圆柱形扭转试样扭转破断形式
木材圆柱形试样在扭转时,则沿纵向纤维发生错动破坏,如图8-31c所示。破断的特点是顺着试样的轴线形成纵向剥层或裂纹。这是因为在径向截面上的切应力值与横截面上的相等,然而木材沿木纹方向的剪切强度远比与木纹垂直方向的剪切强度低。
金属材料圆柱形试样在扭转时除了上述两种破断形式外,也可能得到图8-31d所示的第三种破断形式。原因是试样内存在着非金属夹杂物、偏析或金属锻造、拉拔的方向与试样轴线一致时,使试样轴线方向上金属材料的抗剪能力降低,结果试样在受扭后沿纵向破断。
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