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1．定義
1．1試驗機概念和用途 試驗機是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結(jié)構(gòu)等的機械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗旋轉(zhuǎn)零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器。在研究探索新材料、新工藝、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的過程中，試驗機是一種*的重要測試儀器。廣泛應(yīng)用于機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關(guān)實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、保證產(chǎn)品安全可靠等都具有重要作用。
1．2試驗機的種類：試驗機的種類很多，有多種不同的分類方法。按照傳統(tǒng)分類方法可以分為金屬材料試驗機、非金屬材料試驗機、動平衡試驗機 、振動臺和無損探傷機等五大類。
1．2．1材料試驗機的分類：材料試驗機的品種、型號很多，它們的加荷方法、結(jié)構(gòu)特征、測力原理、使用范圍都各不相同
1．2．1．1按用途分類: 測定機械性能用試驗機和工藝試驗用試驗機
1．2．1．2按加荷方法分類: 靜負(fù)荷試驗機(靜態(tài))和動負(fù)荷試驗機(動態(tài))
1．2．1．2．1靜態(tài)試驗機主要包括：
●試驗機：液壓試驗機和電子試驗機
●壓力試驗機
●拉力試驗機
●扭轉(zhuǎn)試驗機
●蠕變試驗機
1．2．1．2．2動態(tài)試驗機主要包括： 疲勞試驗機：動靜試驗機、單向脈動疲勞試驗機、沖擊試驗機等
1．2．1．3按測力方式分類:機械測力試驗機和電子測力試驗機
1．2．1．4按控制方式分類:手動控制和微機伺服控制試驗機
1．2．1．5按油缸位置分類:油缸上置式和油缸下置式試驗機
1．3材料試驗
1．3．1材料的機械性能：材料在外力的作用下，所表現(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力，稱作材料的機械性能。包括強度、塑性、彈性、脆性、斷裂韌性、硬度等。
1．3．2.材料試驗：機械性能試驗、物理實驗、化學(xué)實驗。
1．3．3材料的機械性能試驗：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。
1．3．3．1拉伸試驗：又稱拉力試驗，是緩慢地在試樣兩端施加負(fù)荷，使試樣的工作部分受軸向拉力，引起試樣沿軸向伸長，一般進行到拉斷為止。通過拉伸試驗可測定材料的抗拉強度和塑性特性等。
●拉伸試樣要符合相關(guān)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對不同材料的拉伸試驗要求。
●試驗設(shè)備：試驗機、拉力試驗機。
●拉伸試驗曲線 應(yīng)力—應(yīng)變拉伸曲線
●拉伸曲線的四個階段
●階段1(0ab)—彈性變形階段 a 點對應(yīng) PP值叫做比例極限負(fù)荷。 b點對應(yīng) Pe值叫做彈性極限負(fù)荷（不產(chǎn)生*變形的zui大抗力）0—a段 ÄL正比與p 直線階段 a—b段極微量塑性變形（0.001-0.005%）
●階段2（bcd）—屈服變形階段 c 點屈服點對應(yīng)PS c—d波形段“平臺"
●階段 3(dB)—均勻塑性變形階段 B點對應(yīng)Pb值材料的強度極限負(fù)荷（所能承受的zui大載荷）
●階段4 (BK)—局部集中變形階段（縮頸）K點為斷裂點對應(yīng)Pk值斷裂負(fù)荷。
1．3．3．2壓縮試驗：與拉伸試驗相反，用于測定材料在靜壓力作用下的壓力強度、相對縮短率和斷面增大率等。
●對壓縮式樣的基本要求是兩個支承端面要相互平行。
●試驗設(shè)備：試驗機、壓力試驗機
1．3．3．3彎曲試驗：用于測定材料或構(gòu)件等地彎曲強度極限，彈性模量及zui大撓度。
●分為簡支梁彎曲試驗和純彎曲試驗
●試驗設(shè)備：試驗機、壓力試驗機（配備彎曲附件）
1．3．3．4剪切試驗
●用于測定材料的抗剪切能力，一般用來評定鉚釘用線材的質(zhì)量。
●剪切試驗分為單項剪切和雙向剪切試驗。
●試驗設(shè)備：試驗機
1．3．3．5沖擊試驗
利用擺錘沖擊試樣前后的能量差來確定該試樣的韌性活脆性。特點是沖擊力大、作用時間短、變化快。
1．3．3．6硬度試驗
是一種迅速、經(jīng)濟的機械試驗方法，是測定材料機械性能應(yīng)用zui廣泛的方法之一，是*不損壞試件機械性能的試驗。
1．3．3．7其他試驗
●扭轉(zhuǎn)試驗
●疲勞試驗
●蠕變試驗
●松弛試驗
●持久試驗
1.4金屬機械性能的試驗方法
金屬材料的室溫拉伸試驗
材料包括的種類：金屬材料和非金屬材料，不論是哪種材料在外力的作用下，所表現(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力，稱做材料的機械性能。機械性能包括：強度、塑性、彈性、脆性、韌性、斷裂韌性、硬度等。
1.1強度：材料在外力（靜負(fù)荷）的作用下，抵抗其變形或破壞的能力稱做強度。抵抗外力的能力越大，強度越高，強度的單位Pa或Mpa（N/mm2或MN/m2）。
按材料受力作用不同，強度分為抗拉強度、抗壓強度和抗彎強度。
1.2塑性：材料在外力作用下，產(chǎn)生*變形而不被破壞的能力稱做塑性。材料在受外力作用時，產(chǎn)生的塑性變形程度越大，則塑性越好。
1.3彈性：材料在外力作用下，產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，以能恢復(fù)原狀稱為彈性。
1.4脆性：材料在外力作用下，沒有明顯的*變形抗斷裂稱做脆性。
1.5沖擊韌性：材料抵抗沖擊力的作用而不補破壞的一種能力稱做沖擊韌性。
1.6斷裂韌性：材料內(nèi)部存在著由于各種原因所產(chǎn)生的微小裂紋在外力作用下，材料抵抗該裂紋擴展的能力，稱做斷裂韌性。
1.7硬度：材料抵抗比它更硬的物體在壓入時而不被破壞的能力，或者說材料抵抗塑性變形、彈性變形的能力稱做硬度。
在材料試驗中，特別是金屬材料的靜態(tài)試驗，zui普通中經(jīng)常用的是在室溫條件下進行的拉伸試驗。因為金屬拉伸試驗比較容易作，得到的數(shù)據(jù)能夠反映受試材料的機械特點，因此得到普遍的應(yīng)用。而作為金屬材料拉伸試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法，具體體現(xiàn)了對金屬材料拉伸的要求和規(guī)定。
這個標(biāo)準(zhǔn)是金屬試驗標(biāo)準(zhǔn)化里的大標(biāo)準(zhǔn)，這不僅是因為它應(yīng)用普遍，同時，許多其他的試驗標(biāo)準(zhǔn)都引用了這個標(biāo)準(zhǔn)，成為那些標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
3．時代試金液壓試驗機技術(shù)參數(shù)與特點：
3．1時代試金液壓試驗機概況
歷史悠久 中國zui大的液壓試驗機制造基地
品種齊全 滿足不同領(lǐng)域用戶的材料測試需求
技術(shù) 中國材料測試技術(shù)*水平
濟南試金集團有限公司自生產(chǎn)試驗機以來，經(jīng)過50多年的科技創(chuàng)新，液壓試驗機由zui初的一個品種，發(fā)展到今天的WE、WEW、WAW三種技術(shù)水平50余種產(chǎn)品。由于液壓式試驗機具有抗沖擊、剛性強、負(fù)荷大等顯著特點，在大負(fù)荷力學(xué)性能試驗領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢，特別是在冶金、建材、建工、交通、教學(xué)科研等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。
經(jīng)過幾代試金人的不懈努力，形成了*的液壓試驗機產(chǎn)品系列：
按照技術(shù)水平分為三個檔次：
a．液壓式試驗機 WE系列
b．微機屏顯示液壓試驗機 WEW系列
c．微機控制電液伺服試驗機 WAW系列
按照主機形式分為三種類型
a.WE-＊＊＊A 油缸上置式主機（阿姆斯拉式）
b.WE-＊＊＊B 油缸下置鏈輪傳動式主機
c.WE-＊＊＊C 油缸下置蝸輪傳動式主機（島津機型）
液壓試驗機產(chǎn)品規(guī)格：
基本型的WE系列液壓式試驗機產(chǎn)品，包括WE—＊＊、WE—＊＊A、WE—＊＊B、WE—＊＊C、WE—＊＊D五種型號從50KN到2000KN共18種規(guī)格。
WEW系列微機屏顯示液壓試驗機包括WEW—＊＊、WEW—＊＊B、WEW—＊＊C、WEW—＊＊D四種型號從50KN到2000KN共16種規(guī)格;
WAW系列微機控制電液伺服試驗機包括WAW—＊＊、WAW—＊＊C、WAW—E＊＊C、WAW—Y＊＊四種型號從50KN到2000KN共18種規(guī)格。
按照試驗機主機形式分為手動夾緊式、液壓夾緊式(A)、鏈輪調(diào)整油缸下置式（B）、島津油缸下置式（C）、油缸下置式施工型（D）。
不同的機型具備不同特點，傳統(tǒng)阿姆斯拉油缸上置式主機拉伸空間在主機下部，拉伸試驗操作方便，勞動強度較低，特別適合冶金系統(tǒng)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中以金屬材料拉伸實驗為主的用戶，但由于整機高度偏高要求試驗室必須有足夠的空間。
鏈輪調(diào)整油缸下置式（B）和油缸下置式施工型（D）液壓試驗機是專為高速公路、鐵路建設(shè)施工、監(jiān)理設(shè)計，該機型整機高度較低、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、轉(zhuǎn)場運輸方便，為各施工單位所青睞，但是空間調(diào)整機構(gòu)復(fù)雜 、拉伸空間在上部造成工作強度較大、操作不太方便。
島津油缸下置式（C）型主機由于設(shè)計剛度大、傳動結(jié)構(gòu)簡單、蝸輪機構(gòu)調(diào)整試驗空間可靠、設(shè)有試驗空間多級調(diào)整機構(gòu)、夾緊伺服雙油源設(shè)計等顯著特點，重點面向國內(nèi)冶金科研機構(gòu)、鋼鐵集團技術(shù)中心試驗室、高校教學(xué)科研、部門、*重點實驗室等以科學(xué)研究技術(shù)開發(fā)為主的用戶，已在國內(nèi)銷售近千臺，返銷日本500余臺。
WE系列液壓式試驗機可靠性強，對工作環(huán)境要求較低，屬于成本較低的普及型產(chǎn)品，適宜于冶煉、軋鋼、鑄造、機械制造等生產(chǎn)現(xiàn)場及公路、鐵路、水利水電等建設(shè)施工工地現(xiàn)場、原材料進場的性能檢測等。
WEW系列微機屏顯式液壓試驗機作為WE系列的升級換代產(chǎn)品，采用試金專有技術(shù)生產(chǎn)的試驗機PC卡，從1996年開始大批量生產(chǎn)多年，技術(shù)*、性能穩(wěn)定可靠，適宜于對拉伸試驗有變形要求的較高層次的用戶，主要面向經(jīng)濟較發(fā)達(dá)地區(qū)的廣大用戶，包括各地產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測部門、普通高校等。
WAW系列微機控制電液伺服試驗機是目前具備*水平的產(chǎn)品，主要由WAW—Y＊＊系列采用引進日本島津公司全套主機、控制技術(shù)，WAW—E＊＊C系列采用德國DOLI公司EDC120控制器，WAW--＊＊C系列采用濟南試金PC機全數(shù)字控制技術(shù)生產(chǎn)的三種技術(shù)水平的產(chǎn)品。主要面向材料科研、質(zhì)檢中心、高校教學(xué)科研、、航空航天、能源等用戶。

3.2液壓試驗機技術(shù)參數(shù)與特點

4．液壓試驗機行業(yè)情況
4．1我國液壓試驗機的生產(chǎn)開始于上世紀(jì)五十年代初的長春,上世紀(jì)90年代以前長春試驗機廠、甘肅天水紅山試驗機廠、濟南試驗機廠，是我國的三大主要試驗機生產(chǎn)企業(yè)，長春試驗機研究所是我國試驗機行業(yè)的歸口所。從上世紀(jì)80年代中期開始，濟南試金陸續(xù)幫助浙江金華試驗機總廠（現(xiàn)為中英合資浙江競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司）、山東威海試驗機廠開始生產(chǎn)液壓試驗機。上世紀(jì)90年代以后，先后有上海華龍測試儀器有限公司，深圳新三思材料測試有限公司、長春科新試驗儀器由有限公司、浙江紹興肯特機械電子有限公司等民營資本進入試驗機行業(yè)。
4．2長春試驗機研究所是國家試驗機行業(yè)技術(shù)歸口研究所，成立于一九五九年?，F(xiàn)隸屬于*公司（簡稱國機集團）。是長春市科學(xué)技術(shù)委員會認(rèn)定的*企業(yè)，*進入國家儀器儀表行業(yè)500強企業(yè)之一。國家試驗機質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心、全國試驗機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處、中國儀器儀表學(xué)會試驗機分會秘書處、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會試驗儀器分會秘書處均掛靠在長春試驗機研究所。具有綜合開發(fā)、研究及生產(chǎn)制造能力。設(shè)有四個專業(yè)事業(yè)部，六個試驗室，一個加工裝配能力強的制造工廠。擁有員工 280多人，其中工程師81人（研究員級7人）。擁有加工設(shè)備與檢測儀器140多臺（套），其中部分高精度測試儀器是試驗機行業(yè)產(chǎn)品檢測的基準(zhǔn)設(shè)備。目前該所主要產(chǎn)品：電子試驗機、電液伺服試驗機、電子液壓試驗機、高頻疲勞試驗機、大型結(jié)構(gòu)試驗機、蠕變試驗機、持久試驗機、引伸計、負(fù)荷傳感器等。
4．3長春科新試驗儀器有限公司總部位于吉林省長春市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。成立于1998年，匯集了中科院系統(tǒng)和長春試驗機研究所、長春試驗機廠、長春第二試驗機廠的一批專業(yè)技術(shù)人才，現(xiàn)有職工120人（其中研究員級7人，工程師24人，工程師32人），占地面積8000多平方米，建筑面積4000多平方米），公司前身是*長春科新測試儀器研究所，1993年取得了制造計量器具許可證認(rèn)證（吉制00000105號）。產(chǎn)品主要包括：各種規(guī)格的電子式試驗機、電液式試驗機、試驗機等在內(nèi)的動靜態(tài)材料試驗系統(tǒng)，可進行拉伸、壓縮彎曲、剝離、剪切、疲勞、環(huán)境等力學(xué)性能試驗。
4．4長春新試驗機有限責(zé)任公司（原名：長春試驗機廠）始建于一九四九年，是中國生產(chǎn)試驗機及其它檢測儀器的專業(yè)企業(yè)。先后研制出各種試驗機和力學(xué)測試儀器400余種，已累計生產(chǎn)近四萬臺。產(chǎn)品遍及國內(nèi)所有的省、市、自治區(qū)，并有八百余臺產(chǎn)品出口到三十多個國家和地區(qū)，在國內(nèi)同行業(yè)廠家中一直占據(jù)主導(dǎo)和地位，試驗機的年生產(chǎn)能力達(dá)1000臺。但是近年來企業(yè)運營出現(xiàn)較大困難，長期處于半停產(chǎn)狀態(tài)。目前剛剛改制為長春新試驗機有限責(zé)任公司。產(chǎn)品現(xiàn)有二十多個系列，一百多種常規(guī)型號，試驗力從5KN至20000KN多種規(guī)格。
4．5天水紅山試驗機有限公司（原天水紅山試驗機廠）位于甘肅省天水市，原系60年代由長春遷建，曾經(jīng)是我國試驗機行業(yè)的大型骨干企業(yè)。自上世紀(jì)90年代以來，企業(yè)人才流失嚴(yán)重，生產(chǎn)經(jīng)營形勢十分困難。目前正在進行企業(yè)改制。公司現(xiàn)有員工1680人，其中科技人員300余人，占地面積196畝，擁有資產(chǎn)1.1億元，設(shè)備575臺。公司主要生產(chǎn)多種試驗機、大型電子衡器、力標(biāo)準(zhǔn)機及稱重傳感器、通用機械等五大類產(chǎn)品。主要客戶分布在航天、航空、航海、國防、科研及能源、交通、石化、冶金、建材、建筑、水利、大專院校、工廠等領(lǐng)域。
4．6上海華龍測試儀器有限公司組建于1993年5月8日，位于上海浦東川沙經(jīng)濟園區(qū)，企業(yè)占地35畝，建筑面積14600m2，企業(yè)資產(chǎn)總計9600萬元，具有科研辦公大樓、電裝調(diào)試樓、工裝工藝樓、總裝車間、機加車間、下料車間、冷作車間、計量室、樣機室等設(shè)施。企業(yè)年產(chǎn)試驗機生產(chǎn)能力可達(dá)800臺。企業(yè)設(shè)置市場部、制造部、總裝部、電裝部、質(zhì)保部、采購部、財務(wù)部、技術(shù)服務(wù)部、辦公室、研發(fā)中心。產(chǎn)品應(yīng)用于航空航天、國防、機械制造、車輛船舶、冶金礦山、電線電纜、塑料橡膠、建筑建材、大專院校、科研院所、商檢質(zhì)檢等領(lǐng)域。企業(yè)現(xiàn)有員工256人，其中大專以上學(xué)歷員工為117人。主導(dǎo)產(chǎn)品為：微機液壓試驗機、液壓壓力試驗機、電子試驗機、試驗機等。
4．7中英合資浙江競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司是由金華試驗機總廠與英國CCE公司合資組建，位于浙江省金華市。擁有試驗機研究所及金切、鑄造、鈑鍛焊、裝配、電子、熱處理、機修、油漆等十個大型專業(yè)化車間、五個分廠和兩個中外合資子公司。主要生產(chǎn)液壓壓力試驗機、液壓試驗機、沖擊試驗機、連續(xù)焊條機和醫(yī)療儀器。公司年產(chǎn)各類試驗機、焊條機和醫(yī)療儀器3000多臺。金華試驗機銷售有限公司位于金華市朱基頭。主營中英合資浙江競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司、金華試驗機總廠和國內(nèi)外各企業(yè)品牌的試驗機及實驗室成套設(shè)備的國內(nèi)外銷售及技術(shù)服務(wù)。兼營國內(nèi)外機械設(shè)備、五金電器、化工建材、金屬材料、辦公用品、日用百貨的批發(fā)、零售及進出口業(yè)務(wù)。試驗機業(yè)務(wù)主要面向公路市場銷售液壓試驗機、建材壓力試驗機等。
中外合資龍游競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司成立于2003年3月，是浙江競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司的全資子公司。公司總占地面積2萬多平方米，距金華市區(qū)50公里。龍游競遠(yuǎn)機械設(shè)備有限公司主要從事試驗機新產(chǎn)品的研究開發(fā)和制造，尤其是WAW系列自動試驗機、WEW系列微機數(shù)顯試驗機、WDW電子試驗機、YAW系列自動壓力試驗機等產(chǎn)品的研發(fā)和制造。
4．8深圳新三思材料檢測技術(shù)有限公司成立于1998年，總部位于深圳福田區(qū)，現(xiàn)有員工500多人，總資產(chǎn)約2000萬元， 是由原天水紅山試驗機廠部分人員合資成立的股份制公司。主要產(chǎn)品電子試驗機、試驗機。在上海設(shè)有液壓試驗機分公司，年產(chǎn)量在100臺左右。
4．9威海市試驗機制造有限公司位于威海市青島北路，現(xiàn)有員工200人，占地面積40000平方米。上世紀(jì)80年代開始轉(zhuǎn)產(chǎn)試驗機，主要產(chǎn)品：液壓式試驗機、電子試驗機（單、雙空間）、數(shù)顯式拉力試驗機、液壓式壓力試驗機等。主要面向公路市場銷售液壓試驗機。
4．10紹興肯特機械電子有限公司成立于1995年，位于浙江紹興市上虞道墟鎮(zhèn)?，F(xiàn)有員工50余人，面積8000平方米。初期主要從事水泥壓力試驗機的生產(chǎn)研制，2004年開始生產(chǎn)液壓試驗機，主要面向高速公路市場。年產(chǎn)量300臺左右。