Question

铸铁扭转破坏断裂面为何是45度螺旋面而不是45度平面

Answer 1

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。

Answer 2

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。

Answer 3

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。

Answer 4

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！？