試驗機的歷史

1試驗機概述

1.1試驗機的發展簡史

最早的試驗機是靜態試驗機，機械式加載，如：美國早在1869年由一位叫奧利森（Tinius Olsen）的工程師發明了一臺杠桿式拉伸試驗機，名稱叫“一個普遍測試的機器”，也就是現在所稱的杠桿式拉伸試驗機。

中國的試驗機行業已有五十多年的發展史，其發源地在我國的東北吉林省長春市。

1.2試驗機的定義

試驗機是一種產品或材料在投入使用前，對其質量或性能按設計要求進行驗證的儀器。

定義如下：含有測量力值變化的系統、能連續夾持試樣進行試驗的裝置，同時還有一套能實時反映并記錄這一過程中力的變化的裝置。

綜上,試驗機的三要素：有加力裝置、有夾具、有力值顯示和記錄裝置。

1.3試驗機的用途

電子式萬能試驗機是用于金屬和非金屬材料進行拉伸、壓縮、彎曲和剪切等力學性能試驗的機械加力的用計算機控制及測量的試驗機。

試驗機主要用于測量材料或產品的物理性能。比如：鋼材的屈服強度、抗拉強度，管材的靜液壓時間，門窗的疲勞壽命測定等。

（注：用于測量材料的化學性能也就是化學成分的，一般叫分析儀，不叫試驗機。）

試驗機離我們的生活很近。地上精美的瓷磚，為什么踩上去不會壞？我們穿的襯衣，為什么不會用手一拉就破？我們用的電風扇，為什么吹了一年它的扇葉還是完好如初？

1.4試驗機的分類

試驗機行業主要生產制造以下八類產品：

1）金屬材料試驗機；

2）非金屬材料試驗機；　　

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

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

5）平衡機（包括現場平衡儀）；　　

6）振動臺（包括沖擊臺與碰撞試驗臺）；　　

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

8）試驗機功能附件。

1.4.1從應用性質上來分——分為性能試驗機和環境試驗機。

（1）性能試驗機

a功能試驗機

通過試驗機模擬產品的實際使用功能，并獲得試驗數據，如汽車的最大牽引力、制動力、最大速度，門窗的開關力、開關疲勞壽命，電器開關的最大可承受壓力等。

如檢查彈簧性能的彈簧拉壓試驗機，檢測門窗壽命的門窗力學性能試驗機，檢測鋁塑復合管使用年限的微機控制管材耐壓爆破試驗機，對閥門、水嘴進行試驗的微機控制閥門試驗機。以及模擬家具（如座椅、沙發等）使用的家具試驗機，模擬開關插座使用情況的開關插座試驗機等。

b結構力學試驗機

一般用于對承受動、靜載荷的產品進行機械力學性能試驗。試驗時模擬外界受力的狀態，比如拉力、壓力、扭力、振動、沖擊、顛簸、跌落等，進行靜力和動力等試驗。試驗時，往往加到規定的載荷量值、加載時間或直至結構破壞以測定其強度，驗證產品設計及參數計算的正確性。

如對鋼材、塑料等進行強度試驗的微機控制電子萬能試驗機，對PVC、PPR等非金屬管或復合管進行壓扁試驗的微機控制電子萬能試驗機，對PVC管進行外力沖擊用的全自動落錘沖擊試驗機等。

（2）環境試驗機

理想的環境試驗肯定是自然暴露試驗和現場試驗，但試驗費用較高、耗時較長，試驗的可重復性和規律性較差，因此廣泛采用人工模擬環境試驗，也就是采用環境試驗機。主要的環境試驗機有下列幾種：

高低溫試驗機。

濕熱試驗機,又分為：恒定溫濕試驗機、交變濕熱試驗機、常溫濕熱試驗機。

溫度沖擊試驗機,如管材冷熱循環試驗機,壓力沖擊試驗機。

如：管材壓力循環試驗機低氣壓試驗機防腐試驗機煙霧試驗機霉菌試驗機密封試驗機外力試驗機如：全自動落錘沖擊試驗機、門窗力學性能試驗機、接插件拉力壓力試驗機。

老化試驗機。

1.4.2根據所加載荷的性質——分為動態試驗機和靜態試驗機。

（1）靜態試驗機：以勻速的方式對試樣施力，直至試樣破裂。如萬能試驗機、壓力試驗機等。

（2）動態試驗機：以一定的頻率按要求的波形對試樣進行長期試驗，直至一定的時間或試樣破裂。如高頻疲勞試驗機、低周疲勞試驗機等。

(注：動態試驗機，目前基本上還是被國外壟斷，國內這一塊發展落后很多。當然，靜態試驗機的核心部件——傳感器、減速機，伺服電機，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機。

（1）單軸試驗機：試樣僅受一個方向的力而進行的試驗。所有的萬能試驗機均屬于單軸試驗機。如：扭轉試驗機、疲勞試驗機等。

（2）多軸試驗機：試樣不僅受到一個方向的力而進行的試驗。如：巖土力學試驗機、地震模擬試驗臺等。

1.4.4根據試驗過程中試樣是否遭到破壞——分為無損檢測試驗機和有損檢測試驗機。

無損檢測試驗機：試驗過程中通過不破壞試樣的方式而獲得試驗數據的試驗機。如：硬度計、探傷儀等。

有損檢測試驗機：通過破壞性試驗而取得試驗數據的試驗機。所有的萬能試驗機、壓力試驗機都屬于有損檢測試驗機。

1.4.5根據使用方式——分為在線檢測試驗機和非在線檢測檢測試驗機。

在線檢測試驗機：與生產設備聯用，在生產過程中就能知道產品的某些物理性能。如鋼管生產線中的管材耐壓爆破試驗機，最后一道生產流程就是向鋼管中充水做打壓試驗。

非在線檢測試驗機：大部分的試驗設備均在試驗室工作，都屬于非在線檢測試驗機。

1.5試驗機的發展趨勢

1、智能化：如強大的軟件功能，試樣自動測量裝置。

2、網絡化：如應用網絡技術實現不同的終端控制。

3、寬范圍：如既可以進行多種材料的測試，也可以做材料和產品測試。

4、工況模擬：模擬試件實際情況中的環境，如恒溫試驗。