金屬材料扭轉試驗機是材料力學性能測試的關鍵設備,專門用于測定金屬線材、棒材、管材及緊固件在純扭矩作用下的剪切強度、屈服點、斷裂角度、彈性模量及塑性變形能力。其通過施加可控旋轉力矩,模擬螺栓擰緊、傳動軸運轉等實際工況,為航空航天、汽車制造、軌道交通及建筑結構等領域提供關鍵力學數據。深入理解金屬材料扭轉試驗機工作原理與組成特點,是保障測試精準與材料安全評估的基礎。

一、核心結構與功能模塊
加載系統:
高精度伺服電機驅動,可實現恒扭矩、恒轉速或程序控制加載;
扭矩傳感器量程覆蓋0.1N·m至數萬N·m,精度達±0.5%F.S.,實時反饋真實載荷;
夾持裝置:
自動對中液壓或機械夾頭,確保試樣軸線與扭矩中心重合,避免附加彎矩;
可更換夾具適配不同截面(圓、方、異形)及尺寸(Φ1–Φ50mm);
角度測量系統:
高分辨率光電編碼器(精度≤0.1°),精確記錄扭轉角與圈數,用于繪制扭矩-轉角曲線;
防護與安全設計:
全封閉透明防護罩+急停按鈕,防止試樣斷裂飛濺;
過載自動停機,保護傳感器與設備。
二、典型測試項目與標準
剪切屈服強度(τ?.3):對應0.3%殘余剪應變的扭矩值;
最大扭矩(T?)與斷裂扭矩(T_b):反映材料抗扭極限;
扭轉角(φ)與斷后圈數:評估塑性儲備能力;
符合國家標準如GB/T10128《金屬材料室溫扭轉試驗方法》、ISO7800、ASTME143等。
三、操作要點與誤差控制
試樣制備規范:表面無劃痕、尺寸公差≤±0.02mm,避免應力集中;
對中校準:每次更換夾具后需進行空載調零與同軸度驗證;
加載速率控制:通常1–10rpm,過快會導致動態效應,影響屈服點判斷;
環境溫控:室溫波動≤±2℃,高精度測試需在恒溫室進行。