Машина для випробування на кручення — це лабораторна установка, призначена для визначення механічних характеристик матеріалів при дії крутного моменту.
Призначення:
- визначення модуля зсуву;
- визначення межі пропорційності;
- визначення межі текучості;
- визначення границі міцності при крученні;
- дослідження залежності крутного моменту від кута закручування.
Основні вузли машини:
- станина;
- затискачі для зразка;
- привід навантаження (ручний або електричний);
- механізм прикладання крутного моменту;
- датчик крутного моменту;
- пристрій для вимірювання кута закручування;
- система реєстрації результатів.
Принцип роботи:
- Зразок закріплюють між двома затискачами.
- До одного кінця зразка прикладають крутний момент, інший кінець фіксують.
- Крутний момент поступово збільшують.
- Вимірюють кут закручування.
- Будують залежність M – phi або визначають момент руйнування.
Формули:
Напруження зсуву:
tau = M * r / J
Полярний момент інерції круглого зразка:
J = pi * d^4 / 32
Кут закручування:
phi = M * L / (G * J)
Модуль зсуву:
G = M * L / (J * phi)
Максимальне напруження зсуву:
tau_max = 16 * M / (pi * d^3)
Крутний момент через силу:
M = F * l
Позначення:
M – крутний момент
F – сила
l – плече сили
d – діаметр зразка
r – радіус зразка
L – робоча довжина зразка
J – полярний момент інерції
G – модуль зсуву
phi – кут закручування (радіани)
tau – напруження зсуву