材料力学试验机的发展史

                       

回顾历史长河，人类文明发展的每一脚步里都刻着材料的痕迹，而材料性能测试作为人们选取材料的衡量标准，自是有着非常重要的作用。时至今日，伴随着材料学、近代物理学、微电子学、计算机技术等的飞速发展，材料测试系统无不体现着数字化、智能化的色彩。

但你可知道曾经的曾经， 材料力学试验机是什么样子的？今天，带你追溯一下材料力学性能试验机的发展史。

1、试验机的发展简史

1638年大物理学家伽利略用施加净重的方法测量木头、金属的弯曲强度，是有记录人类第一次用严谨的试验方法计算材料的力学性能。

伽利略弯曲测试装置

1729年Musschenbroek发明第一台材料试验机，它是根据杠杆原理制成的，形状很像一台大秤。

第一台材料试验机

1856年Fairbairn发明第一台高温力学性能测试装置

第一台高温力学性能测试装置

美国在1869年由一位叫奥利森（Tinius Olsen）的工程师发明了一台杠杆式拉伸试验机，该试验机并在1880年申请了专利，这项专利名称叫“一个普遍测试的机器”，也就是现在所称的杠杆式拉伸试验机。

1880年，英国生产出杠杆重锤式材料试验机，其原理也就是采用砝码加载的形式。

19世纪80年代力学试验机

英国早在1880年生产出杠杆重锤式材料试验机，其原理也就是采用砝码加载的形式。1908年又生产出螺母、螺杆加载的万能试验机，这个也就是现在电子万能试验机的雏形。在这些试验机上可进行拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。

理勒杠杆万能试验机

   90年前，瑞士的Amsler公司开发了液压万能试验机，它利用液压油的压力对试件加载。这种试验机操作方便、作用力大、结构简单、体积紧凑，至今这种试验机仍在生产和使用。它能进行各种静态试验，但在加载的过程中不能进行控制。在加载情况不同时所测得的数据将有差别。

早期油压试验机

1908年又生产出螺母、螺杆加载的万能试验机，这个也就是现在电子万能试验机的雏形。在这些试验机上可进行拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。

 

第一代万能材料试验机的实时记录和数据输出装置

20世纪50年代，出现了电子式材料试验机，由于它具有许多优点，颇受人们重视。到现在，电子计算机技术已成熟地应用到万能材料试验机中，也是我们现在最常见的材料力学试验机。

液压和电子机械融合的试验装置

在中国，杠杆式拉伸试验机被引进大概是在上世纪初，同济大学建设初期，引进一台同济编号为：440001的杠杆式拉伸试验机（图一），目前，存放于同济大学力学试验中心。这台试验机上同时标有“RIEHLE  BRCXPHILA16494”的小字，通过检索，发现这台试验机是由位于美国费城的理勒兄弟测试机械公司（Riehle Brothers Testing machines Company）生产。

我国第一台万能材料试验机是由邓曰谟教授研制的。鸦片战争中诞生的中国近代机械工业，从一开始就具有半殖民地半封建的特点，中国民族资本创办的企业一直处于帝国主义、封建主义和官僚买办的重压之下，境况十分艰难。直到20世纪上半叶，中国的机械工业仍然极为落后，主要的机器设备都是依赖进口，机械产品的设计和制造也大都由洋人把持。邓曰谟就是在这种历史条件下开始自己在机械工程领域的探索和奋斗的。
    1930年，邓曰谟被聘为北洋大学教授。南京国民政府教育部规定，凡是工科院校必须建立实验室。但当时的教学实验仪器设备几乎全靠进口，且价格昂贵，如一台50000磅材料试验机需花费15000多美元，而政府对学校的拨款极为有限。为了克服这个困难，邓曰谟下决心自己设计、自己制造。1932年至1933年，邓曰谟依托机械研究社，经过一系列艰苦试验，成功地设计制造出了材料试验室、水力实验室的一系列仪器设备，如油压试验机、冲击试验机、水泥拉力机、流速计、混流水泵、两级水泵、水轮机等，除了装备北洋大学的材料试验室和水力实验室外，还供给山东大学、中山大学、河南大学、重庆大学、焦作工学院、河南水利专门学校及全国其他许多高校的有关实验室使用。其中50000磅材料试验机为当时由中国人自己设计和制造的第一台万能材料试验机，可以进行有关材料机械性能的一系列静力试验。
    解放初期到20世纪80年代，国产试验机基本上由国营企业生产，这个时期生产的万能试验机基本上是以度盘式动摆试验机(图八）为主，有少量的采用二极管搭建的伺服控制机型。

   90年代初，开始有民营企业生产试验机，万能试验机开始有数码管显示加载力值的数显万能试验机，随后，由于电脑的普及，逐渐有屏显万能试验机，并自动画出加载曲线（力——位移），这个时期，开始有电液伺服万能试验机，进入到二十一世纪，随国家基础建设及企业的改制，有更多的民营企业开始生产各类试验机，电液伺服万能试验机、电子万能试验机也更加普及，技术水平层次差距更大，但也促进了试验机的发展，竞争也进入白热化状态。随试验项目的增多，有更多地企业开始专注非标试验机。

          

科准双柱材料试验机万能试验机有很多用户使用更单一，主要以拉伸功能为主，拉伸试验数据要求更准确，与拉伸项目相关的数据要求更丰富，比如，金属拉伸过程中，要求直接求取最大力下的延伸率等指标，要求试样拉伸过程中不取引伸计，等等。

科准单柱桌面式材料试验机

还有因为试验空间、操作位置、试验室空间问题影响而专门设计的桌面单柱万能试验机。采用这种万能试验机，可以具有试验空间，但是整机高度却可以很低，相比较双柱万能试验机，整机高度可以缩小一半。

　　随着改革开放的进程，随着市场的需求日益增大，国家放开政策鼓励创新，允许民营企业自主研发生产 ，因此迎来试验设备行业春天， 经过多年的沉淀和努力国内的试验设备行业日新月异，企业之间争先恐后了，多家试验设备厂脱颖而出，顺应时代步伐，勇于拼搏，勇于创新，在诸多技术领域有了更新的突破，其生产的设备远销国内外

2、 材料力学试验机的发展趋势

随着半导体行业和物联网通讯技术的不断发展，未来的试验机将会在以下四大方面更进一步的发展。

1、智能化：如强大的软件功能，试样自动测量装置。

2、网络化：如应用网络技术实现不同的终端控制。

3、宽范围：如既可以进行多种材料的测试，也可以做材料和产品测试。

4、工况模拟：模拟试件实际情况中的环境，如恒温试验。