[科普中国]-剪切和切断试验

试验目的

测定低碳钢的剪切强度极限τb，观察试样破坏情况。

试验设备(1)WEW一300D微机屏显式万能材料试验机。

(2)剪切器。

(3)游标卡尺。

试验原理将圆柱形剪切试样插入剪切器，用万能材料试验机对剪切器施加载荷P，随着载荷P的增加，受剪面处的材料经过弹性、屈服等阶段，最后沿受剪面发生剪断裂。取出剪断了的三段试样，可以观察到两种现象。其中一种现象是这段试样略带些弯曲，如图1所示。

它表明：尽管试样是剪断的，但试样承受的作用却不是单纯的剪切，而是既有剪切也有弯曲，不过以剪切为主。

另一种现象是断口明显的区分为两部分：平滑光亮部分与纤维状部分。断口的平滑光亮部分，是在屈服过程中形成的。在这个过程中，受剪面两侧的材料有较大的相对滑移却没有分离，滑移出来的部分与剪切器是密合接触的，因而磨成了光亮面。断口的纤维部分，是在剪断裂发生的瞬间形成的。在此瞬间，南于受剪面两侧材料又有较大的相对滑移，未分离的截面面积已缩减到不能再继续承担外力，于是产生了突然性的剪断裂：剪断裂是滑移型断裂。纤维状断口正是这种断裂的特征。

试验方法与步骤(1)测量试样截面尺寸，测量部位应在受剪面附近，用游标卡尺在两个互相垂直的方向上各测量一次，取其平均值为该处直径，用所测得的直径d计算横截面积A，将所得的数据记录在试验报告的表格中，并输入计算机。

(2)安装剪切器及试样，进行剪切试验并读取最大载荷。将剪切支座放置到工作台上，剪切块放置在剪切支座之间，试样从中间插入。上压头用紧固螺钉紧固在下移动横梁上。打开送油阀，使工作台上升，移动剪切支座，使上压头对准活动剪切块，开始进行剪切试验。加载直到试样剪断，读取最大载荷Pb。

(3)试验完毕，做好常规的清理工作，填写试验数据1。

强度指标计算剪切强度极限τb=Pb/A（MPa），1MPa=1N/mm2