1試驗(yàn)機(jī)概述

1.1試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展簡史

最早的試驗(yàn)機(jī)是靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)，機(jī)械式加載，如：美國早在1869年由一位叫奧利森（Tinius Olsen）的工程師發(fā)明了一臺(tái)杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)，名稱叫“一個(gè)普遍測試的機(jī)器”，也就是現(xiàn)在所稱的杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)。

中國的試驗(yàn)機(jī)行業(yè)已有五十多年的發(fā)展史，其發(fā)源地在我國的東北吉林省長春市。

1.2試驗(yàn)機(jī)的定義

試驗(yàn)機(jī)是一種產(chǎn)品或材料在投入使用前，對(duì)其質(zhì)量或性能按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)證的儀器。

定義如下：含有測量力值變化的系統(tǒng)、能連續(xù)夾持試樣進(jìn)行試驗(yàn)的裝置，同時(shí)還有一套能實(shí)時(shí)反映并記錄這一過程中力的變化的裝置。

綜上,試驗(yàn)機(jī)的三要素：有加力裝置、有夾具、有力值顯示和記錄裝置。

1.3試驗(yàn)機(jī)的用途

電子式萬能試驗(yàn)機(jī)是用于金屬和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲和剪切等力學(xué)性能試驗(yàn)的機(jī)械加力的用計(jì)算機(jī)控制及測量的試驗(yàn)機(jī)。

試驗(yàn)機(jī)主要用于測量材料或產(chǎn)品的物理性能。比如：鋼材的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，管材的靜液壓時(shí)間，門窗的疲勞壽命測定等。

（注：用于測量材料的化學(xué)性能也就是化學(xué)成分的，一般叫分析儀，不叫試驗(yàn)機(jī)。）

試驗(yàn)機(jī)離我們的生活很近。地上精美的瓷磚，為什么踩上去不會(huì)壞？我們穿的襯衣，為什么不會(huì)用手一拉就破？我們用的電風(fēng)扇，為什么吹了一年它的扇葉還是完好如初？

1.4試驗(yàn)機(jī)的分類

試驗(yàn)機(jī)行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下八類產(chǎn)品：

1）金屬材料試驗(yàn)機(jī)；

2）非金屬材料試驗(yàn)機(jī)；　　

3）力與變形測試儀器（力傳感器、測力儀、位移傳感器、引伸計(jì)、加速度計(jì)等）；　　

4）包裝件與工藝性能試驗(yàn)機(jī)（包括包裝件跌落試驗(yàn)機(jī)、包裝件沖擊試驗(yàn)機(jī)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、彎折試驗(yàn)機(jī)、校直機(jī)等）；　

5）平衡機(jī)（包括現(xiàn)場平衡儀）；　　

6）振動(dòng)臺(tái)（包括沖擊臺(tái)與碰撞試驗(yàn)臺(tái)）；　　

7）無損檢測儀器（磁粉探傷機(jī)、X射線探傷機(jī)、γ射線探傷機(jī)、超聲探傷儀、渦流探傷儀、聲發(fā)射檢測儀等）；　

8）試驗(yàn)機(jī)功能附件。

1.4.1從應(yīng)用性質(zhì)上來分——分為性能試驗(yàn)機(jī)和環(huán)境試驗(yàn)機(jī)。

（1）性能試驗(yàn)機(jī)

a功能試驗(yàn)機(jī)

通過試驗(yàn)機(jī)模擬產(chǎn)品的實(shí)際使用功能，并獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如汽車的最大牽引力、制動(dòng)力、最大速度，門窗的開關(guān)力、開關(guān)疲勞壽命，電器開關(guān)的最大可承受壓力等。

如檢查彈簧性能的彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)，檢測門窗壽命的門窗力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)，檢測鋁塑復(fù)合管使用年限的微機(jī)控制管材耐壓爆破試驗(yàn)機(jī)，對(duì)閥門、水嘴進(jìn)行試驗(yàn)的微機(jī)控制閥門試驗(yàn)機(jī)。以及模擬家具（如座椅、沙發(fā)等）使用的家具試驗(yàn)機(jī)，模擬開關(guān)插座使用情況的開關(guān)插座試驗(yàn)機(jī)等。

b結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)機(jī)

一般用于對(duì)承受動(dòng)、靜載荷的產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)模擬外界受力的狀態(tài)，比如拉力、壓力、扭力、振動(dòng)、沖擊、顛簸、跌落等，進(jìn)行靜力和動(dòng)力等試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，往往加到規(guī)定的載荷量值、加載時(shí)間或直至結(jié)構(gòu)破壞以測定其強(qiáng)度，驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算的正確性。

如對(duì)鋼材、塑料等進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，對(duì)PVC、PPR等非金屬管或復(fù)合管進(jìn)行壓扁試驗(yàn)的微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，對(duì)PVC管進(jìn)行外力沖擊用的全自動(dòng)落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)等。

（2）環(huán)境試驗(yàn)機(jī)

理想的環(huán)境試驗(yàn)肯定是自然暴露試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)，但試驗(yàn)費(fèi)用較高、耗時(shí)較長，試驗(yàn)的可重復(fù)性和規(guī)律性較差，因此廣泛采用人工模擬環(huán)境試驗(yàn)，也就是采用環(huán)境試驗(yàn)機(jī)。主要的環(huán)境試驗(yàn)機(jī)有下列幾種：

高低溫試驗(yàn)機(jī)。

濕熱試驗(yàn)機(jī),又分為：恒定溫濕試驗(yàn)機(jī)、交變濕熱試驗(yàn)機(jī)、常溫濕熱試驗(yàn)機(jī)。

溫度沖擊試驗(yàn)機(jī),如管材冷熱循環(huán)試驗(yàn)機(jī),壓力沖擊試驗(yàn)機(jī)。

如：管材壓力循環(huán)試驗(yàn)機(jī)低氣壓試驗(yàn)機(jī)防腐試驗(yàn)機(jī)煙霧試驗(yàn)機(jī)霉菌試驗(yàn)機(jī)密封試驗(yàn)機(jī)外力試驗(yàn)機(jī)如：全自動(dòng)落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、門窗力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)、接插件拉力壓力試驗(yàn)機(jī)。

老化試驗(yàn)機(jī)。

1.4.2根據(jù)所加載荷的性質(zhì)——分為動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)和靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)。

（1）靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)：以勻速的方式對(duì)試樣施力，直至試樣破裂。如萬能試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)等。

（2）動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)：以一定的頻率按要求的波形對(duì)試樣進(jìn)行長期試驗(yàn)，直至一定的時(shí)間或試樣破裂。如高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、低周疲勞試驗(yàn)機(jī)等。

(注：動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)，目前基本上還是被國外壟斷，國內(nèi)這一塊發(fā)展落后很多。當(dāng)然，靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)的核心部件——傳感器、減速機(jī)，伺服電機(jī)，基本上也是國外的。)

1.4.3按受力方式的不同——分為單軸和多軸試驗(yàn)機(jī)。

（1）單軸試驗(yàn)機(jī)：試樣僅受一個(gè)方向的力而進(jìn)行的試驗(yàn)。所有的萬能試驗(yàn)機(jī)均屬于單軸試驗(yàn)機(jī)。如：扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)等。

（2）多軸試驗(yàn)機(jī)：試樣不僅受到一個(gè)方向的力而進(jìn)行的試驗(yàn)。如：巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、地震模擬試驗(yàn)臺(tái)等。

1.4.4根據(jù)試驗(yàn)過程中試樣是否遭到破壞——分為無損檢測試驗(yàn)機(jī)和有損檢測試驗(yàn)機(jī)。

無損檢測試驗(yàn)機(jī)：試驗(yàn)過程中通過不破壞試樣的方式而獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的試驗(yàn)機(jī)。如：硬度計(jì)、探傷儀等。

有損檢測試驗(yàn)機(jī)：通過破壞性試驗(yàn)而取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的試驗(yàn)機(jī)。所有的萬能試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)都屬于有損檢測試驗(yàn)機(jī)。

1.4.5根據(jù)使用方式——分為在線檢測試驗(yàn)機(jī)和非在線檢測檢測試驗(yàn)機(jī)。

在線檢測試驗(yàn)機(jī)：與生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)用，在生產(chǎn)過程中就能知道產(chǎn)品的某些物理性能。如鋼管生產(chǎn)線中的管材耐壓爆破試驗(yàn)機(jī)，最后一道生產(chǎn)流程就是向鋼管中充水做打壓試驗(yàn)。

非在線檢測試驗(yàn)機(jī)：大部分的試驗(yàn)設(shè)備均在試驗(yàn)室工作，都屬于非在線檢測試驗(yàn)機(jī)。

1.5試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢

1、智能化：如強(qiáng)大的軟件功能，試樣自動(dòng)測量裝置。

2、網(wǎng)絡(luò)化：如應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的終端控制。

3、寬范圍：如既可以進(jìn)行多種材料的測試，也可以做材料和產(chǎn)品測試。

4、工況模擬：模擬試件實(shí)際情況中的環(huán)境，如恒溫試驗(yàn)。