一、設(shè)備原理與核心功能

　　金屬材料扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)主要由加載系統(tǒng)（伺服電機(jī)或液壓驅(qū)動）、高精度扭矩傳感器、角度編碼器、夾持裝置及控制系統(tǒng)組成。試樣兩端被牢固夾持于主動頭與從動頭之間，主動頭勻速旋轉(zhuǎn)，對試樣施加純扭矩。系統(tǒng)實時采集扭矩與扭角數(shù)據(jù)，繪制扭矩-扭角曲線，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 10128、ASTM E143）計算剪切模量、比例極限扭矩等指標(biāo)。部分機(jī)型支持正反向循環(huán)加載，模擬實際工況下的交變扭轉(zhuǎn)載荷。

　　二、試樣制備與裝夾規(guī)范

　　試樣通常為圓柱形或管狀，直徑與標(biāo)距需嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)加工，表面粗糙度Ra≤1.6 μm，避免應(yīng)力集中。裝夾時確保試樣軸線與夾頭中心重合，防止偏心加載引入彎曲分量。對于高強(qiáng)材料，建議使用帶自對中功能的楔形夾具；薄壁管材則需內(nèi)置芯棒防止壓扁。

　　三、試驗過程控制要點

　　試驗前進(jìn)行空載校準(zhǔn)，確認(rèn)扭矩零點與角度基準(zhǔn)。加載速率應(yīng)平穩(wěn)（通常0.5–10°/s），過快易導(dǎo)致動態(tài)效應(yīng)，過慢則延長測試周期。重點關(guān)注屈服點判定——金屬扭轉(zhuǎn)屈服常表現(xiàn)為扭矩-扭角曲線偏離線性，需結(jié)合0.3%或0.5%殘余剪切應(yīng)變法準(zhǔn)確識別。試驗中若出現(xiàn)異常噪音或扭矩突降，應(yīng)立即停機(jī)檢查是否打滑或斷裂。

　　四、安全與維護(hù)

　　試驗區(qū)域設(shè)置防護(hù)罩，防止試樣斷裂飛濺；定期校驗扭矩傳感器與角度編碼器精度；保持導(dǎo)軌潤滑，避免夾頭卡滯。試驗后及時清理金屬碎屑，尤其對高硬度合金，防止損傷設(shè)備。

　　五、應(yīng)用場景延伸

　　除常規(guī)金屬外，金屬材料扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)還可用于復(fù)合材料、生物醫(yī)用植入物（如骨釘）的扭轉(zhuǎn)性能評估，在新能源汽車電驅(qū)軸、航空緊固件等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。