摘要： 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)在材料分析領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)市場(chǎng)主要為微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)過(guò)程精度、數(shù)據(jù)分析及處理自動(dòng)化程度高。本文就該類型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)過(guò)程做以介紹。
     
    關(guān)鍵詞：伺服電機(jī) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
 
一．執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
   JJG269—2006      扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)
   GB/T10128—2007 金屬材料  室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法
   JB/T9370—1999   扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)  技術(shù)條件
 
二. 主要結(jié)構(gòu)介紹
   該扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)主要由全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程加載速率無(wú)沖擊、穩(wěn)定。數(shù)據(jù)的測(cè)量由扭矩傳感器、光電編碼器等組成。扭矩傳感器采集試樣產(chǎn)生的扭矩，光電編碼器采集試樣產(chǎn)生的扭角；要求檢測(cè)材料的剪切模量時(shí)，還要增加扭轉(zhuǎn)計(jì)。試驗(yàn)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)處理及輸出結(jié)果。
 
三.試驗(yàn)過(guò)程
1．試樣的準(zhǔn)備
   首先按照GB/T10128—2007的規(guī)定，以及該試驗(yàn)機(jī)的夾具型式、尺寸，準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)試樣.

2．試樣的裝夾
   試樣的裝夾很關(guān)鍵。在裝夾時(shí)，先將試樣插入靜夾頭端（帶有傳感器的一端），然后調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)夾頭，使之容易的讓試樣進(jìn)入動(dòng)夾頭。注意，在裝入試樣后，不要再旋轉(zhuǎn)動(dòng)夾頭。

3．試驗(yàn)過(guò)程
   試樣裝夾完畢，可以開(kāi)始試驗(yàn)。先將扭矩顯示窗口清零。根據(jù)材料特性選擇加載速率。如果只是檢測(cè)材料的抗扭強(qiáng)度、最大扭矩等，可以不加扭轉(zhuǎn)計(jì)。如果要測(cè)試試件的剪切模量等，需要增加扭轉(zhuǎn)計(jì)。

4．試驗(yàn)結(jié)果的處理
4.1抗扭強(qiáng)度的計(jì)算： 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)專用程序自動(dòng)處理，
4.2材料的切變模量
   材料的切變模量G遵照GB/T10128可由圓截面試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)定。在彈性范圍內(nèi)進(jìn)行圓截面試樣扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，扭矩廠與扭轉(zhuǎn)角中之間的關(guān)系符合扭轉(zhuǎn)變形的胡克定律 ，式中： 為截面的極慣性矩。當(dāng)試樣長(zhǎng)度l和極慣性矩Ip均為已知時(shí)，只要測(cè)取扭矩增量ΔT和相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角增量ΔΦ，可由式:計(jì)算得到材料的切變模量。試驗(yàn)通常采用多級(jí)等增量加載法，這樣不僅可以避免人為讀取數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差，而且可以通過(guò)每次載荷增量和扭轉(zhuǎn)角增量驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)變形胡克定律。
   注意到三個(gè)彈性常數(shù)E，μ，G之間的關(guān)系 由材料手冊(cè)查得材料的彈性模量E和泊松比μ，計(jì)算得到材料的切變模量Gtr ，如將計(jì)算值Gtr取作真值，可將測(cè)試得到的G值與Gtr值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)測(cè)試誤差。
  還有一些比較復(fù)雜的處理，如規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、規(guī)定非比例扭矩等，這里就不一一介紹。