我國
試驗(yàn)機(jī)行業(yè)發(fā)展至今已有60年,從初的以仿制國外產(chǎn)品,生產(chǎn)技術(shù)含量較低的機(jī)械/液壓式的試驗(yàn)機(jī)及其附具、硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械式振動臺、動平衡機(jī)、A掃超聲波探傷儀、X射線探傷儀等產(chǎn)品,到如今的像高精度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)軍,從靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)向動態(tài)試驗(yàn)機(jī)發(fā)展,取得了眾多成果。同時國產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)狀又讓人不得不思考產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)要求的提高,曾經(jīng)“冷僻”的試驗(yàn)機(jī)行業(yè)如今已走出“深閨”,日益向人們彰示這一行業(yè)的市場潛力與強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭,有數(shù)據(jù)顯示,中國試驗(yàn)機(jī)市場銷售總額每年可高達(dá)40億人民幣。
目前我國試驗(yàn)機(jī)技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在測量技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、DSP技術(shù)、全數(shù)字化技術(shù)等領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,這也促使我國電子試驗(yàn)機(jī)、微機(jī)控制液壓試驗(yàn)機(jī)、電液伺服動靜試驗(yàn)機(jī)、高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、動平衡機(jī)、大噸位電動振動臺以及硬度計(jì)等產(chǎn)品有了進(jìn)一步提升和發(fā)展。此外,多通道、多自由度協(xié)調(diào)加載的力學(xué)性能測試系統(tǒng)和實(shí)際工況模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的開也促使新產(chǎn)品更多的誕生,這些都為我國試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了推動作用。
盡管我國在試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域取得了眾多成果,但是也存在著一些不足。如國產(chǎn)靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)在工藝性能、穩(wěn)定性、可靠性、個性化定制、軟件的開放性等方面還無法無國外產(chǎn)品相匹敵。在動態(tài)試驗(yàn)機(jī)方面,伺服閥、作動器、控制器等關(guān)鍵技術(shù)還需要進(jìn)一步突破,減少對國外關(guān)鍵技術(shù)的依賴。
任職于北京航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的王春生教授近日談到試驗(yàn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向時,指出,在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的背景下,材料的工作條件非常復(fù)雜,人們對材料力學(xué)性能測試要求不斷提高,因此,市場上也日漸出現(xiàn)了各種型號與功能的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品。從目前各種新型的試驗(yàn)機(jī)來看,試驗(yàn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向主要包括“大、小、精”以及“環(huán)境模擬”。
?。?)“大”:近幾年,我國航天事業(yè)發(fā)展很快,諸如導(dǎo)彈、火箭這樣的大型結(jié)構(gòu)件越來越多。另外,我國將逐步開放3000米以下的低空領(lǐng)域,如此以來,小型飛機(jī)的市場需求將會大幅提升,這些都將大大促進(jìn)試驗(yàn)機(jī)往“大”的方向不斷拓展。
?。?)“小、精”:精度是各種儀器設(shè)備永遠(yuǎn)不變的追求之一,試驗(yàn)機(jī)亦不例外。與航天領(lǐng)域不同的是,在生物醫(yī)學(xué)工程方面,人們需要對一些微小材料、微小部件進(jìn)行性能評價,如人體骨骼、眼睛的鞏膜等生物材料,其感應(yīng)量在0.1N,而通常的試驗(yàn)機(jī)精度很難達(dá)到,這就要求廠家能夠提供更為小巧、靈敏的試驗(yàn)機(jī)“精”品。
(3)“環(huán)境模擬”:目前,環(huán)境模擬技術(shù)已成為試驗(yàn)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。隨著工業(yè)的發(fā)展,材料測試不再局限于力的模擬,對于試驗(yàn)條件下的環(huán)境模擬要求也越來越多:超高壓、超高溫、超低溫、超真空、超高強(qiáng)、超輻射、耐腐蝕等。例如,液氧、液氮、液氫的儲存罐材料要模擬航天環(huán)境,以便能更為地測試材料的力學(xué)性能。
試驗(yàn)機(jī)正往更“細(xì)”、更“新”的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展
材料性能的研究起始于歐洲工業(yè)革命時期,當(dāng)時主要是利用機(jī)械測試設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn),用以評價材料在拉壓和彎曲載荷作用下的力學(xué)特征。近幾年,合金材料、聚合物材料、陶瓷材料、超導(dǎo)材料等新材料的開發(fā)與使用,極大地拓展了試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前,試驗(yàn)機(jī)主要針對材料的強(qiáng)度、剛度、硬度、彈性、塑性、韌性、延性、表面與內(nèi)部缺陷等參數(shù)進(jìn)行力學(xué)性能測試和分析研究,可以廣泛地應(yīng)于在礦企業(yè)、計(jì)量部門、科研院所的現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室,具體領(lǐng)域涉及到航天、機(jī)械制造、石油化工、食品、醫(yī)藥包裝、車輛制造、電線電纜、紡織纖維、塑料橡膠、建筑建材等各行各業(yè)。
我國試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)業(yè)要想取得良性發(fā)展,未來就必須注重技術(shù)創(chuàng)新,掌握關(guān)鍵技術(shù)。未來試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)對象將會從材料、零部件擴(kuò)展到整機(jī)、整車、系統(tǒng)、重大設(shè)施和各類工程項(xiàng)目。企業(yè)的中心實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)檢部門、生產(chǎn)現(xiàn)場、工程項(xiàng)目的施工現(xiàn)場也將會逐漸應(yīng)用試驗(yàn)機(jī)。線連續(xù)、實(shí)時、自動化實(shí)驗(yàn)方式成趨勢,實(shí)驗(yàn)理論也會不斷提升指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新。未來模塊化、系列化、共用化、特種、專業(yè)化、動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化多方向發(fā)展試驗(yàn)機(jī),將會成為試驗(yàn)機(jī)發(fā)展主流趨勢。