在工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過(guò)程中，隨著(zhù)新材料的不斷出現，迫切需要研制和生產(chǎn)相應的材料試驗設備，以及研究材料的試驗方法，于是材料試驗機應運而生。最初的產(chǎn)品設計很簡(jiǎn)單，品種也少，當時(shí)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(jìn)，例如，在加載機構中采用了刀口結構等。十九世紀初，液壓技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了液壓材料試驗機的開(kāi)發(fā)與應用。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(shí)開(kāi)始起，才系統地出現了一系列關(guān)于材料強度等試驗數據資料。
在本世紀五十年代，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，出現了電子式材料試驗機。由于在材料試驗機的控制、測量和記錄系統中，廣泛采用了電子技術(shù)，加上機械結構設計的進(jìn)步和伺服控制技術(shù)的應用，使材料試驗機的整體性能得到了很大的提升?，F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(chēng)為“電子萬(wàn)能試驗機"。
從最簡(jiǎn)單的砝碼加載的特點(diǎn)到以數字化技術(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(gè)發(fā)展階段。國際上最具有代表性的試驗機除采用了數字化測控技術(shù)外，并可附加計算機進(jìn)行數據監控和數據管理，反映了試驗機技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)。如日本島津AGS-J系列材料試驗機在微處理器系統支持下可以進(jìn)行常規試驗的測控，并具有負荷自動(dòng)校準、自動(dòng)應力一應變控制等功能。如果搭配計算機使用，材料試驗可在計算機的監控下進(jìn)行，同時(shí)也可發(fā)揮計算機的數據處理性能，進(jìn)行大量的數據處理和輸出。
我國在短短的五十多年時(shí)間里，從無(wú)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(jìn)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的萬(wàn)能材料試驗機，從五十年代開(kāi)始生產(chǎn)，雖然現在有一些變化，但絕大部分屬于低檔試驗機，仍停留在杠桿擺錘測力系統的水平。產(chǎn)品的可靠性與國外同類(lèi)產(chǎn)品比較，也具有較明顯的差距。
隨著(zhù)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(dòng)化、智能化、系統化的方向發(fā)展。所以，萬(wàn)能試驗機等力學(xué)性能測試裝置的發(fā)展趨勢主要體現在如下幾方面：
1．高精度的橫梁速度控制、負荷速率控制(等速應力控制)、應變速率控制(等速應變控制)、精確的控制狀態(tài)轉換以及實(shí)時(shí)的數據測量與記錄，便捷的試驗結果的顯示和打印輸出。
2．近年來(lái)，隨著(zhù)新技術(shù)的應用，現代測試設備的技術(shù)水平也在不斷提高，鑒于負荷、變形測量對萬(wàn)能試驗機的性能指標有很大的影響，因此，國內外在不斷改進(jìn)試驗機機械結構和加載系統的同時(shí)，都致力于研制性能穩定、反應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(kāi)始應用到電子萬(wàn)能試驗機和液壓萬(wàn)能試驗機中，用來(lái)實(shí)現復雜的實(shí)時(shí)控制和數據處理。在微型計算機被廣泛的用于試驗機的同時(shí)，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)的應用。當今，力學(xué)性能測試方法的實(shí)現及測量控制系統的可調試性和可操作性，越來(lái)越受到重視。包括測控系統在內的整個(gè)系統的可靠性、安全性、可維護性在產(chǎn)品設計中投入的比例越來(lái)越大，因為這些技術(shù)的應用不僅標志著(zhù)一個(gè)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(shí)帶來(lái)服務(wù)成本的明顯下降。
5．隨著(zhù)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的發(fā)展，測控系統將會(huì )成為一個(gè)以PC機和工作站為基礎，以虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò )化測控技術(shù)為主的現代化開(kāi)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(guò)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(wàn)能試驗機試驗現場(chǎng)的測試數據在遠端監測室進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，進(jìn)行遠程數據傳輸，以滿(mǎn)足不同地域對試驗過(guò)程的實(shí)時(shí)監控，能很好地解決資源共享問(wèn)題。 |
