什么是扭转测试？
扭转测试是一种机械测试方法，用于评估材料或装置在角位移造成的应力作用下的性能。 在扭转试验中，试样会受到扭转力或扭力的作用，从而产生扭矩。 该试验用于测量材料的各种机械性能，包括刚度模量、剪切应力和剪切应变。
扭转试验可提供有关材料在承受扭转载荷时抗变形能力的宝贵信息。
扭转测试的目的是什么？
扭转测试之所以引人注目，是因为扭转力在无数产品和部件的运行中无处不在。 以汽车传动系统中使用的金属为例。 它在运行过程中承受着复杂的综合负荷，其中扭转是主要部分。 为了设计出更省油的汽车，工程师们可能会考虑改变传动轴的材料，以减轻汽车重量。 在这种情况下，扭转测试起着关键作用，它使工程师能够确定在扭转强度和轻量化目标之间取得平衡的材料。
扭转测试的范围不仅包括原材料，还包括成品。 生物医学管道、开关、紧固件和其他一系列设备在日常使用中都会面临扭转应力。 通过对这些产品进行扭转试验，制造商可以模拟真实的使用条件，仔细检查产品质量，验证设计，并确保制造技术的适当性。
如何进行扭转测试？
进行扭转测试是材料测试中的一个重要过程，有助于工程师和科学家了解材料对扭转力的反应。 要进行扭转测试，请按照以下步骤操作：
- 样品制备： 首先准备一个要测试的材料的圆柱形样品。 确保其直径和长度一致，以获得准确的结果。
- 固定： 将样品固定在试验机中，试验机配有专门用于扭转的夹具。 样品的一端是固定的，而另一端可以自由旋转。
- 测量设置： 连接传感器以测量扭矩（扭力）和角位移。 这些传感器在整个测试过程中记录数据。
- 加载： 逐渐向样品施加扭矩。 扭转力会导致材料产生角变形。
- 数据采集： 持续监控并记录扭矩和角位移数据。 这些信息有助于了解材料在扭转情况下的行为。
- 分析： 完成测试后，分析数据以确定材料的剪切模量、抗扭强度和其他相关特性。
- 报告： 用清晰的报告总结结果，包括测试条件、使用的设备和材料的性能。
扭转试验的类型
扭转试验有多种形式，取决于当前的应用和目标。 这些测试大致可分为以下几类：
- 仅扭转：在这种模式下，测试试样只承受纯扭转载荷。
- 轴向扭转： 这种试验类型结合了施加在试样上的轴向力（拉力或压力）和扭转力。
- 失效测试： 目的是扭转产品、部件或试样，直至其失效。 失效可表现为试样的物理断裂或扭结/缺陷。
- 验证测试：验证测试需要施加扭转载荷，并在固定时间内保持该扭转载荷。
- 功能测试：功能测试不局限于单个组件，而是侧重于测试完整的组件或产品，如瓶盖、开关、表盘笔或转向柱。 目的是验证产品在扭转载荷下的性能是否符合预期。
常用的扭转测试应用
扭转测试广泛应用于多个行业。 一些主要应用包括
- 生物医学： 评估医疗器械的扭转特性，如螺钉和钻头刀尖。
- 汽车： 评估汽车部件的扭转性能，确保安全和性能。
- 航空航天： 验证航空航天应用中使用的材料在扭转载荷下的可靠性。
最常见的扭转测试
扭转测试领域有一套严格的标准，可确保测试程序的一致性和可靠性。 其中一些著名的标准包括
- ASTM F543：该标准涉及骨螺钉的轴向和扭转测试。
- ASTM A938： 该标准侧重于金属线材的扭转测试，提供了全面的指导原则。
- ISO 7800： 金属线材扭转测试程序。
- ISO 594/ISO 80369： 这些标准深入探讨了锥形鲁尔接头的测试，确保其符合设定的规范。
- ISO 7206： 人工髋关节植入物的耐久性和疲劳测试，医疗设备测试的一个重要方面。
扭转试验机
BV 系列
轴向扭转系统
TM 系列
扭转测试系统
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