1 金属材料试验机的发展历程
试验机行业在中国制造业当中是一个小行业。解放前中国根本没有试验测试的概念,也没有相关的厂家以及设备。20世纪50—60年代,中国的金属材料试验机技术、产品均来自于苏联或东欧。随着制造业的发展,以及社会对产品质量、工艺控制的要求不断提高,在20世纪70—80年代,出现了部分国营试验机厂,如长春试验机厂、天水红山试验机厂、济南试验机厂、吴忠试验机厂等。在计划经济时代,国营的试验机制造企业注定了它在创新、服务等方面发展的局限性。20世纪90年代,改革开放后涌现的一批民营试验机企业(如深圳新三思、上海华龙等)迅速发展壮大,在产品质量、技术、服务等方面进行创新和改革,迅速占领了国内市场,大大提高了国产金属材料试验机的技术含量。金属材料试验机产量和品种得到了快速发展,基本覆盖了现代工程性能试验所需的各个应用领域。产品的技术水平有了很大提升,产品的质量也有了明显的改善,对中国试验机行业的整体发展起到了巨大的推动作用。归纳起来主要体现在以下5个方面:
(1)静态金属材料力学性能试验机的测量技术、控制技术、计算机应用技术都取得了重大突破,电子、微型计算机控制液压万能试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平。对于国内中高端的全闭环控制试验机,实现全试验过程的闭环控制及通道切换已经是很成熟的技术,试验软件都可以实现试验过程的流程化控制编程,能方便地实现对试验过程的控制。
(2)基于数字信号处理技术的电液伺服动静万能试验机、基于全数字化技术的高频疲劳试验机等产品投放市场,标志着国产动态力学性能测试仪器的关键技术有了较大的提高。
(3)多通道、多自由度协调加载的力学性能测试系统和实际工况模拟试验系统的开发有较快的进展。
(4)动平衡机的测量控制技术进步很快,性能指标和稳定性都明显提高。
(5)满足个性化要求的各种金属材料试验机发展迅速,如全自动试验机、大型结构试验机、高低温恒温恒湿盐雾等环境试验机、电子持久蠕变试验机等。当前国内金属材料试验机的市场规模由于市场经济体制的作用和现代工业技术的快速发展,中国试验机行业近10年获得了快速发展,取得了明显进步。中国各个产业对试验机的需求始终保持着旺盛的增长势头,除个别年度外,试验机行业工业总产值、市场销售额的增加值均在两位数以上。
2 金属材料试验机的技术核心
金属材料试验机的硬件和软件都至关重要,缺一不可。其核心技术主要包括以下几个方面:
(1)试验机的机械结构设计和机械加工、装配精度,它决定了金属材料试验机最重要的刚度;
(2)用于测量力值的测力传感器的精度和分辨率;
(3)测量材料变形的引伸计或位移传感器的精度和分辨率;
(4)试验机控制器;
(5)试验软件。
3 应用范围
金属材料试验机的材料试验机的范围是非常广泛的,如:材料的机械性质、材料的物理性质、材料的化学性质。而狭义的材料试验,是作为材料的机械性质的测定:比如测定材料的强度、弹性、塑性、韧性等。在机械工程上,材料试验往往是指狭义的材料试验,因为就是说只限于机械性质的测定材料试验的目的,是检查材料在这种情况下是否符合与使用的性质,同时决定安全的强度限,以及材料的变形等: