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企業(yè)新聞
材料試驗機的發(fā)展狀況和趨勢

 

   在工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過程中,隨著新材料的不斷出現(xiàn),迫切需要研制和生產(chǎn)相應(yīng)的材料試驗設(shè)備,以及研究材料的試驗方法,于是材料試驗機應(yīng)運而生。最初的產(chǎn)品設(shè)計很簡單,品種也少,當時只有采用機械杠桿、使用砝碼施加負荷的原理制成的拉力試驗機,用以測定鋼鐵和其他金屬材料的抗拉強度。到十八世紀中葉,材料試驗機逐漸有了較大的改進,例如,在加載機構(gòu)中采用了刀口結(jié)構(gòu)等。十九世紀初,液壓技術(shù)的發(fā)展促進了液壓材料試驗機的開發(fā)與應(yīng)用。第一臺液壓材料試驗機于1827年制成,采用杠桿原理測量負荷。從這時開始起,才系統(tǒng)地出現(xiàn)了一系列關(guān)于材料強度等試驗數(shù)據(jù)資料。

  在本世紀五十年代,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了電子式材料試驗機。由于在材料試驗機的控制、測量和記錄系統(tǒng)中,廣泛采用了電子技術(shù),加上機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的進步和伺服控制技術(shù)的應(yīng)用,使材料試驗機的整體性能得到了很大的提升?,F(xiàn)代的電子式靜態(tài)試驗機能兼作拉伸、壓縮、彎曲等多種試驗,被稱為“電子萬能試驗機"。

  從最簡單的砝碼加載的特點到以數(shù)字化技術(shù)為特征的模式,材料試驗機己有二百多年的發(fā)展歷史。在計算機應(yīng)用與測量控制方面,測量裝置經(jīng)歷了以單板機為主體、單片機為主體、PC機為主體等幾個發(fā)展階段。國際上最具有代表性的試驗機除采用了數(shù)字化測控技術(shù)外,并可附加計算機進行數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理,反映了試驗機技術(shù)的最新動態(tài)。如日本島津AGS-J系列材料試驗機在微處理器系統(tǒng)支持下可以進行常規(guī)試驗的測控,并具有負荷自動校準、自動應(yīng)力一應(yīng)變控制等功能。如果搭配計算機使用,材料試驗可在計算機的監(jiān)控下進行,同時也可發(fā)揮計算機的數(shù)據(jù)處理性能,進行大量的數(shù)據(jù)處理和輸出。

  我國在短短的五十多年時間里,從無到有建立了較完備的試驗機制造工業(yè),正在努力接近世界先進水平。但受到工業(yè)發(fā)展水平的限制,作為材料試驗機中基礎(chǔ)的萬能材料試驗機,從五十年代開始生產(chǎn),雖然現(xiàn)在有一些變化,但絕大部分屬于低檔試驗機,仍停留在杠桿擺錘測力系統(tǒng)的水平。產(chǎn)品的可靠性與國外同類產(chǎn)品比較,也具有較明顯的差距。

  隨著國際化的不斷深入,試驗方法及試驗機都需要符合國際標準,材料試驗機的設(shè)計方法、思想也要能隨同技術(shù)的不斷更新發(fā)展而變化,試驗機需要向高精度、自動化、智能化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。所以,萬能試驗機等力學性能測試裝置的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下幾方面:

1.高精度的橫梁速度控制、負荷速率控制(等速應(yīng)力控制)、應(yīng)變速率控制(等速應(yīng)變控制)、精確的控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及實時的數(shù)據(jù)測量與記錄,便捷的試驗結(jié)果的顯示和打印輸出。

2.近年來,隨著新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代測試設(shè)備的技術(shù)水平也在不斷提高,鑒于負荷、變形測量對萬能試驗機的性能指標有很大的影響,因此,國內(nèi)外在不斷改進試驗機機械結(jié)構(gòu)和加載系統(tǒng)的同時,都致力于研制性能穩(wěn)定、反應(yīng)靈敏和精度高的負荷變形測量裝置。

3.基于微處理器、DSP技術(shù)的控制器開始應(yīng)用到電子萬能試驗機和液壓萬能試驗機中,用來實現(xiàn)復雜的實時控制和數(shù)據(jù)處理。在微型計算機被廣泛的用于試驗機的同時,試驗軟件也得到了快速發(fā)展,并在不斷改版升級和完善。

4.強化智能控制技術(shù)和可靠性技術(shù)的應(yīng)用。當今,力學性能測試方法的實現(xiàn)及測量控制系統(tǒng)的可調(diào)試性和可操作性,越來越受到重視。包括測控系統(tǒng)在內(nèi)的整個系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維護性在產(chǎn)品設(shè)計中投入的比例越來越大,因為這些技術(shù)的應(yīng)用不僅標志著一個產(chǎn)品的技術(shù)水平,更重要的是在有效提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時帶來服務(wù)成本的明顯下降。

5.隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,測控系統(tǒng)將會成為一個以PC機和工作站為基礎(chǔ),以虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)為主的現(xiàn)代化開放式的。虛擬儀器技術(shù)將儀器、儀表和計算機融為一體,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將虛擬儀器接入Internet,可以極大地提高了測控水平和效率。利用虛擬儀器技術(shù)可以將萬能試驗機試驗現(xiàn)場的測試數(shù)據(jù)在遠端監(jiān)測室進行實時監(jiān)測,進行遠程數(shù)據(jù)傳輸,以滿足不同地域?qū)υ囼炦^程的實時監(jiān)控,能很好地解決資源共享問題。


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