根据材料力学知识,铸铁属典型的脆性材料,其抗拉性能较差,破坏符合最大拉应力理论。铸铁受扭时横截面边缘处剪应力最大,取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面45方向垂直且与圆轴表面相切,由于圆轴表面是曲面,各点主应力的主平面沿45方向连起来就形成一个螺旋线,从外向内应力状态相似,故形成45螺旋面而不是45平面。
铸铁扭转时主要受45度切应力作用,而铸铁的抗拉能力较抗剪能力弱,故产生螺旋面破坏。
铸铁是脆性材料,耐剪切不耐拉,其拉应力集中于45°滑移线上,扭转绕轴就形成45°螺旋面,断口粗糙。
破坏试验对比:
铸铁:
扭转试验——断口与轴线成45度,属于拉伸破坏
拉伸试验——断口是平面,属于拉伸破坏
压缩试验——45度碎裂,只能剪切破坏
脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。
低碳钢:
扭转试验——变形很大,旋转很多圈,断口是平面,属于剪切破坏
拉伸试验——变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,属于剪切破坏
压缩试验——呈腰鼓形塑性变形
韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。
你都已经说了是扭转破坏,因此切向上有受力变形,怎么可能得到45度平面!?