1.試驗機(jī)發(fā)展簡史

最早的試驗機(jī)是靜態(tài)試驗機(jī)，機(jī)械加載。比如美國，早在1869年，一位名叫蒂紐斯·奧爾森的工程師就發(fā)明了杠桿拉伸試驗機(jī)，并于1880年獲得專利。專利名稱是“萬能試驗機(jī)”，現(xiàn)在叫杠桿拉力試驗機(jī)。

2.試驗機(jī)的定義

試驗機(jī)是在產(chǎn)品或材料投入使用前，按照設(shè)計要求對其質(zhì)量或性能進(jìn)行驗證的儀器。

定義如下:它包括測量力值變化的系統(tǒng)，能夠連續(xù)夾持試樣進(jìn)行測試的裝置，能夠?qū)崟r反映和記錄這一過程中力的變化的裝置。

總結(jié)一下，試驗機(jī)有三個要素:一個施力裝置，一個夾具，一個力值顯示和記錄裝置。

3.試驗機(jī)的使用

電子萬能試驗機(jī)是一種由計算機(jī)控制和測量的試驗機(jī)，用于金屬和非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲和剪切等力學(xué)性能試驗。

試驗機(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)度和抗拉強(qiáng)度，管道的靜水壓時間，門窗的疲勞壽命測量等。

(注:用來衡量材料的化學(xué)性質(zhì)，即化學(xué)成分。一般叫分析儀，不叫試驗機(jī)。)

試驗機(jī)離我們的生活很近。地面上精美的瓷磚，為什么踩上去不會損壞？為什么我們不穿手撕的襯衫？我們用的電風(fēng)扇，為什么它的扇葉吹了一年還完好無損？

4.試驗機(jī)的分類

試驗機(jī)行業(yè)主要生產(chǎn)以下八種產(chǎn)品:

(1)金屬材料試驗機(jī)；

(2)非金屬材料試驗機(jī)；

(3)力和變形測試儀器(力傳感器、測力計、位移傳感器、引伸計、加速度計等。);

(4)包裝和工藝性能試驗機(jī)(包括包裝跌落試驗機(jī)、包裝沖擊試驗機(jī)、摩擦磨損試驗機(jī)、彎曲試驗機(jī)、矯直機(jī)等。);

(5)平衡機(jī)(包括現(xiàn)場平衡機(jī))；

(6)振動臺(包括沖擊臺和碰撞試驗臺)；

(7)無損檢測儀器(磁粉探傷儀、X射線探傷儀、γ射線探傷儀、超聲波探傷儀、渦流探傷儀、聲發(fā)射探傷儀等。);

(8)試驗機(jī)的功能附件

1.4.1從應(yīng)用性質(zhì)來說，可分為性能試驗機(jī)和環(huán)境試驗機(jī)。

(1)性能試驗機(jī)

功能測試儀

通過試驗機(jī)模擬產(chǎn)品的實際使用功能，得出汽車的最大牽引力、制動力、最高車速、門窗的開閉力、開關(guān)的疲勞壽命、電氣開關(guān)的最大耐受壓力等試驗數(shù)據(jù)。

如檢查彈簧性能的彈簧拉壓試驗機(jī)、檢查門窗使用壽命的門窗機(jī)械性能試驗機(jī)、檢查鋁塑復(fù)合管使用壽命的電腦控制管道壓力爆炸試驗機(jī)、檢查閥門和水龍頭的電腦控制閥門試驗機(jī)。以及模擬使用家具(如椅子、沙發(fā)等)的家具試驗機(jī)。)、模擬開關(guān)插座使用的開關(guān)插座測試機(jī)等。

結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗機(jī)

一般用于測試產(chǎn)品在動、靜載荷下的機(jī)械性能。測試時，模擬外界應(yīng)力狀態(tài)，如拉力、壓力、扭矩、振動、沖擊、磕碰、跌落等。，并進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)測試。測試時，常加入規(guī)定的載荷值、加載時間或直至結(jié)構(gòu)破壞，以測量其強(qiáng)度，驗證產(chǎn)品設(shè)計和參數(shù)計算的正確性。

如用于鋼材、塑料強(qiáng)度試驗的微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)，用于PVC、PPR等非金屬管材或復(fù)合管壓扁試驗的微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)，用于PVC管材外部沖擊的全自動落錘沖擊試驗機(jī)等。

(2)環(huán)境試驗機(jī)

最好的環(huán)境試驗一定是自然暴露試驗和現(xiàn)場試驗，但試驗成本高，時間長，試驗的重復(fù)性和規(guī)律性差，所以大量采用人工模擬環(huán)境試驗，即環(huán)境試驗機(jī)。主要的環(huán)境測試機(jī)器如下:

高低溫試驗機(jī)。

濕熱試驗機(jī)分為恒溫恒濕試驗機(jī)、交變濕熱試驗機(jī)和常溫濕度試驗機(jī)。

溫度沖擊試驗機(jī)，如管道冷熱循環(huán)試驗機(jī)和壓力沖擊試驗機(jī)。

比如:管道壓力循環(huán)試驗機(jī)、低壓試驗機(jī)、防腐試驗機(jī)、煙霧試驗機(jī)、模具試驗機(jī)、密封性試驗機(jī)、外力試驗機(jī)，比如:自動落錘沖擊試驗機(jī)、門窗機(jī)械性能試驗機(jī)、連接器拉伸壓力試驗機(jī)。

老化測試儀。

1.4.2根據(jù)所施加載荷的性質(zhì)，分為動態(tài)試驗機(jī)和靜態(tài)試驗機(jī)。

(1)靜態(tài)試驗機(jī):對樣品勻速施力，直至樣品斷裂。如萬能試驗機(jī)、壓力試驗機(jī)等。

(2)動態(tài)試驗機(jī):按照要求的波形以一定的頻率對樣品進(jìn)行長時間的測試，直到一定時間或樣品斷裂。如高頻疲勞試驗機(jī)、低周疲勞試驗機(jī)等。

(注:目前動態(tài)試驗機(jī)基本被國外壟斷，而且由于技術(shù)封鎖，國內(nèi)這一塊的發(fā)展滯后很多。當(dāng)然，靜力試驗機(jī)的核心部件——傳感器、減速器、伺服電機(jī)——基本都是國外的。)

1.4.3根據(jù)受力方式不同，可分為單軸和多軸試驗機(jī)。

(1)單軸試驗機(jī):試樣只受一個方向的力的試驗。萬能試驗機(jī)都屬于單軸試驗機(jī)。如扭力測試儀、疲勞測試儀等。

(2)多軸試驗機(jī):試樣不僅在一個方向上受力的試驗。如:巖土力學(xué)試驗機(jī)、地震模擬試驗臺等。

1.4.4根據(jù)試樣在試驗過程中是否被損壞，分為無損檢測機(jī)和破壞性檢測機(jī)。

無損檢測機(jī):在檢測過程中不破壞樣品就能獲得檢測數(shù)據(jù)的檢測機(jī)。如硬度計、探傷儀等。

破壞性試驗機(jī):通過破壞性試驗獲得試驗數(shù)據(jù)的試驗機(jī)。萬能試驗機(jī)和壓力試驗機(jī)都屬于破壞性試驗機(jī)。

1.4.5按使用方式可分為在線試驗機(jī)和離線試驗機(jī)。

在線試驗機(jī):與生產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合，在生產(chǎn)過程中可以知道產(chǎn)品的一些物理性能。比如鋼管生產(chǎn)線中的管材耐壓防爆試驗機(jī)，最后一道生產(chǎn)工序就是將鋼管注滿水進(jìn)行耐壓試驗。

離線測試機(jī):大部分測試設(shè)備在實驗室工作，屬于離線測試機(jī)。