在这飞速发展的时代，我们能够清楚地意识到材料科学的发展深深影响着人类日常的 生活，而且极大地推动了人类社会的进步，同时伴随着社会的进步，科技的发展，人类渐 渐地对材料的要求越来越高，使用条件也越来越苛刻，这也导致材料失效的问题愈发的严 重。虽然材料科学技术飞速发展，但最近主要的研究领域基本上都集中于新材料的开发与 应用，而对材料本身性能的试验研究却越来越少，致使人们对材料的性能无法得到全面而 深入的了解，这就导致在日常生活中人们不能有效地使用材料，从而导致材料失效的现象 频繁发生。在实际生活中，我们常常发现很多材料都受到扭转载荷的作用，如汽车传动轴、 机床主轴、电机轴等，因此研究材料在扭转载荷下力学性能的变化尤为重要。72264

通过查阅相关文献，我发现在理论方面：大部分文献[1-5]都是在使用各种试验机对材料 的扭转性能参数（如：剪应力、切应变、剪切弹性模量、剪切屈服极限、剪切强度极限、 扭转角断面形状等）进行试验探讨研究。另外还有些文献[6]通过做一些扭转实验从而测定 低碳钢剪应力强度极限的计算公式，而这也使得到的剪切屈服极限值更加精确，从而减少 计算误差，更加合理。在试验方面：有些在进行试验机的改造，比如：美国 研究的 MTS 系 统，以及 Shore Western、英斯特朗他们都将扭转试验机的改造作为公司重点研究对象，通 过不断的改进与革新，使得测试产品的应用范围越来越广。除了试验机改造方面，有些文 献[7]通过扭转试验和理论方面都对材料的冷作硬化进行研究，形象地揭示了材料扭转冷作 硬化的规律，用它来指导工程实践。另外，一些专家、学者通过扭转试验对材料的疲劳强 度进行了研究[8]，通过对多种材料进行受力分析以及对拉-扭力学性能的研究与分析，从而 得出结论是轴向切应变与纵向切应变的相位差影响材料的扭转疲劳寿命。还有些学者通过 试验和有限元的计算，研究加载速率、缺口几何和加载方式对 16MnR 钢的理解断裂机理 和断裂应力的影响，并对缺口韧性随加载速率的变化进行了预测[9]。结果表明，16MnR 钢

的解理断裂机理还有测得的细观解理断裂应力f 以及宏观的解理断裂应力F 不会随加载 方式、缺口几何以及加载速率的变化而变化。还有些文献[10]对复合材料进行扭转实验研究， 并将实验结果与理论值进行分析比较，从而取得了很好的教学效果，而且使学生的科研分论文网

析能力有所提高。在数值模拟方面：一些文献[11]记载了利用软件对理想弹塑性本构关系和 实心圆轴扭转实验确定的本构关系进行了低碳钢圆轴扭转试验的数值模拟。对低碳钢圆轴 扭转过程中横截面上各点的应力进行了研究。硕士研究者李烁[12]通过对材料力学性能原位 扭转测试装置的设计分析与试验研究，提出了一种扭转装置，这种扭转装置可与光学显微 成像设备相兼容，从而为材料在受力情况下的微观变形行为和损伤机制的研究提供了方 便。此论文同时也对材料的刚度、强度、疲劳寿命以及扭转测试装置的载荷及转角误差来 源等进行了分析，并确定了实验测量转角与实际转角之间的关系。在黄俊，杜成斌[13]等学 者的文献中，对材料力学拉伸和扭转模拟实验课件进行了研发，通过编程，新开发了低碳钢以及铸铁拉伸、扭转模拟实验课件，从而弥补了传统实验资源的不足，提高了实验教学 的效果。另外，还有一些文献[14]对塑性材料值进行了探讨，得出了塑性材料剪切强度极

限 的另一种计算公式:  ≈1。042 （平均值），这个公式比材料力学实验教材中的公式更