| 夾緊裝置部分為避免實驗過程中試件出現松動現象導致結果產生偏差，所以加入一個夾緊裝置，這個夾緊裝置安裝在試驗機底座上，在實驗過程中將試件穿過夾緊裝置并固定，可以實現降低實驗誤差的目的。數據處理部分扭轉實驗可以將扭矩、扭角實時通過串口傳送到實驗機并將數據輸出到測量界面上。本文在原有程序中增加拉力測量值的顯示界面，并將拉力傳感器的測量數據按同樣的方式傳送到實驗界面中。同時在數據處理部分增加扭轉過程中施加恒定拉力的計算結果，最后以圖形的方式顯示在測量界面中。
串口通訊部分拉力傳感器通過串口將所測數值實時傳送到計算機，通過軟件編程將數據進行分析，從而按實驗要求返回給試驗機相應的指令，使其正常運行。試樣設計主要考慮了以下幾點：（1）試樣試驗部分應該符合拉伸、扭轉的標準要求；（2）考慮試驗機的量程，設計試樣的整體尺寸大小；（3）考慮到試驗過程中兩種載荷施加的方式，分別設計了試樣端頭夾持部分和夾頭的形狀，以便更簡便有效的進行試驗。
實驗方案在室溫下，分別對三種不同材料16MnR、Q235、304不銹鋼進行試驗，試驗過程中扭矩和拉力載荷的施加方式為：扭矩以0.5mm/min的速度施加，扭矩的大小通過扭矩傳感器獲得；軸力在每一次試驗過程中是保持恒定載荷，可以通過多次試驗，獲得不同恒定拉力和扭矩二向載荷作用下材料的應力應變關系。每種材料進行了5-7次試驗，實驗時首先施加軸向拉伸載荷，在保持軸力不變的條件下，逐步施加扭轉載荷。每次試驗施加的軸向拉力分別為40MPa、80MPa、120MPa、160MPa、200MPa、240MPa、280MPa，同步施加扭矩載荷，最終可以得到不同拉力載荷作用下的扭矩-扭轉角曲線。
扭矩以0.5mm/min的速率施加；拉力是恒定值，通過伺服電機施加并實時保載，整個試驗過程是由計算機程序控制，最終以扭矩-扭轉角等各種曲線或者數值的形式輸出結果。實驗結果采用拉扭聯合作用來表征塑性應力應變關系，只要在拉力扭轉試驗機上調整外力即可得到不同的加載路徑。本實驗采用的加載路徑為：施加扭轉載荷，得到不同拉力載荷作用下的扭矩-扭轉角曲線。
結論（1）通過軟硬件的改造，成功的將螺栓拉扭試驗機升級為微機控制可控載荷比例的試驗機，實現了試驗機的技術升級。（2）利用該裝置可得到不同拉力下材料的扭矩-扭角曲線，實現多種二向應力狀態(tài)組合的實驗功能，為研究材料在塑性狀態(tài)下的力學行為提供了實驗基礎。（3）該方法對同類產品具有推廣意義。 |
