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试验机技术与应用的未来发展趋势

来源:澳门新葡8455仪器 浏览次数:次 日期:2019-1-24

试验机技术走向:“大、小、精”与“环境模拟”
  20世纪,随着液压伺服技术与电子计算机技术的引入,试验机测试技术可以实现过去人工操作不可能完成的试验,使材料性能研究达到了一个全新高度。进入21世纪以来,全球高科技飞速发展,对试验机技术提出了更多、更高的测试要求。
  关于试验机技术的发展方向,王春生教授谈到,在现代科学技术的背景下,材料的工作条件非常复杂,人们对材料力学性能测试要求不断提高,因此,市场上也日渐出现了各种型号与功能的试验机产品。从目前各种新型的试验机来看,试验机技术的发展方向主要包括“大、小、精”以及“环境模拟”。
  (1)“大”:近几年,我国航空航天事业发展很快,诸如导弹、火箭这样的大型结构件越来越多。另外,我国将逐步开放3000米以下的低空领域,如此以来,小型飞机的市场需求将会大幅提升,这些都将大大促进试验机往“大”的方向不断拓展。
  (2)“小、精”:精度是各种仪器设备永远不变的追求之一,试验机亦不例外。与航空航天领域不同的是,在生物医学工程方面,人们需要对一些微小材料、微小部件进行性能评价,如人体骨骼、眼睛的巩膜等生物材料,其感应量在0.1N,而通常的试验机精度很难达到,这就要求厂家能够提供更为小巧、灵敏的试验机“精”品。
  (3)“环境模拟”:目前,环境模拟技术已成为试验机技术发展的一个重要方向。随着工业的发展,材料测试不再局限于力的模拟,对于极端试验条件下的环境模拟要求也越来越多:超高压、超高温、超低温、超真空、超高强、超辐射、耐腐蚀等。例如,液氧、液氮、液氢的储存罐材料要模拟航空航天环境,以便能更为精准地测试材料的力学性能。
试验机正往更“细”、更“新”的应用领域发展
  材料性能的研究起始于欧洲工业革命时期,当时主要是利用机械测试设备进行静态试验,用以评价材料在拉压和弯曲载荷作用下的力学特征。近几年,合金材料、聚合物材料、陶瓷材料、超导材料等新材料的开发与使用,极大地拓展了试验机的应用领域。
  目前,试验机主要针对材料的强度、刚度、硬度、弹性、塑性、韧性、延性、表面与内部缺陷等参数进行力学性能测试和分析研究,可以广泛地应于在矿企业、计量部门、科研院所的现场和实验室,具体领域涉及到航天航空、机械制造、石油化工、食品、医药包装、车辆制造、电线电缆、纺织纤维、塑料橡胶、建筑建材等各行各业。
  王春生教授介绍到,若从力学实验角度来看,试验机的应用领域可以分为两大部分:一是结构力学,一是实验力学(包括材料研究与材料检验)。过去,试验机一般常用于汽车零部件、塑料、岩石力学、工程结构件等传统领域的常规材料测试。近几年,随着我国经济的高速发展,人们需要更轻更强的材料用于制造飞机、火箭、汽车等,这使得试验机的应用领域逐渐往更细的领域、更新的方向发展。大至飞机、导弹、火箭、卫星等大型结构件,小至人体骨骼、眼睛巩膜、电子材料、玻璃、牛肉干、布料等,可谓是和我们的衣、食、住、行息息相关。
  另外,随着试验机的广泛应用,我国从事材料性能测试的人员队伍也已变得相当庞大。单就专业会议而言,国内外每年都会召开规模很大的各种力学会议,如国际断裂力学会议、疲劳断裂会议、常规力学会议等。

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