發(fā)展史及展望：

    遠(yuǎn)在三千多年前，中國已開始使用材料力學(xué)概念解決工程實(shí)際問題，而且在14世紀(jì)以前一直處于地位，只是在歐州社會經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)發(fā)生重大變革后，材料力學(xué)才在西歐發(fā)展起來。1638年意大利科學(xué)家伽利略首先提出以力學(xué)性能為基礎(chǔ)的材料強(qiáng)度概念，17世紀(jì)以后，胡克、楊氏對材料力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的測試和理論研究，從而使金屬力學(xué)性能測試研究進(jìn)入新階段。

    19世紀(jì)初期，英國已設(shè)計(jì)和制造出300噸臥式拉伸試驗(yàn)機(jī)，通過測定金屬及其構(gòu)件的力學(xué)性能判據(jù)，為機(jī)件的強(qiáng)度計(jì)算提供了必要的基礎(chǔ)資料。殿后，機(jī)械式、液壓式、電磁式等各種類型的材料試驗(yàn)機(jī)相續(xù)問世，測試設(shè)備由簡到繁逐步改進(jìn)。1949年，美國設(shè)計(jì)并制造出電子拉伸試驗(yàn)機(jī)，顯著促進(jìn)了金屬力學(xué)性能測試的發(fā)展。

    當(dāng)前力學(xué)性能測試技術(shù)，正向著無惰性電子化及廣泛應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)全盤自動化的方向發(fā)展。

１、概述

    要想合理地使用材料（金屬、非金屬），首先必須了解材料的性能，尤其是材料的各種物理機(jī)械性能，即是不同條件下的壓力，拉力，彎曲，扭轉(zhuǎn)，磨損等等。為了正確準(zhǔn)確地測定材料的強(qiáng)度，彈性，塑性，韌性等性能，就必須通過實(shí)踐，通過實(shí)驗(yàn)。

２、材料試驗(yàn)所要達(dá)到的目的

①研究新材料，通過反復(fù)的試驗(yàn)、研究，使各種元素更合理地配比，得出我們所要的的材料。

②對成批生產(chǎn)的各種材料，進(jìn)行其性能試驗(yàn)，檢驗(yàn)材料的機(jī)械性能是否合理，以便保證產(chǎn)品質(zhì)量。

③檢驗(yàn)各種材料經(jīng)過加工和熱處理后，零部件是否達(dá)到預(yù)期的目的和要求。

④在科學(xué)研究中，對材料由理論分析而推導(dǎo)出的定律和結(jié)論由試驗(yàn)來驗(yàn)證。

⑤通過測定材料的物理機(jī)械性能，確定合理的加工工藝和設(shè)計(jì)。

    綜上所述：材料試驗(yàn)是現(xiàn)代生產(chǎn)中*的一個(gè)環(huán)節(jié)，為了做好這項(xiàng)工作，不但要有正確的試驗(yàn)方法和操作技術(shù)，還必須有各種條件下測量不同材料機(jī)械性能的試驗(yàn)儀器，我們將獲得材料性能的試驗(yàn)儀器統(tǒng)稱為──材料試驗(yàn)機(jī)。

３、分類：（共13種）

材料試驗(yàn)機(jī)（拉、壓、彎）WE 

壓力試驗(yàn)機(jī)（壓）YE 

沖擊試驗(yàn)機(jī)（JB-30B）

硬度試驗(yàn)機(jī)（布、洛、維、里、肖等）

杯突試驗(yàn)機(jī)（GBf60）

彎折試驗(yàn)機(jī)（反復(fù)彎曲用ZH-7）

扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)

疲勞試驗(yàn)機(jī)

熱模擬試驗(yàn)機(jī)等等

3、的分類

    的種類很多，根據(jù)不同性質(zhì)的材料試驗(yàn)，需要在不同的試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行，于是，試驗(yàn)機(jī)的類型很多。

3.1按加荷方式分類：

①機(jī)械類{ 杠桿加荷；蝸輪蝸桿加荷（青山5T、吳忠500KN，電子拉伸試驗(yàn)機(jī)) 

②液式──液壓加荷（除2臺機(jī)械式，其余都是）

3.2按測力方式分類：

1）機(jī)械式：{ 杠桿測力，彈簧測力；擺錘測力（2臺）電子測力。

2）油壓式：{ 壓力表測力彈簧測力；杠桿擺錘式測力電子測力（廣州30t）

3）傳感器式：

3.3按試驗(yàn)性質(zhì)分類：

1）非金屬。如紡織、橡膠、皮革、木材、繩索、混凝土等。

2）金屬。按外形結(jié)構(gòu)分立式和臥室

                  按使用溫度分高溫、常溫、低溫試驗(yàn)機(jī)；

                  按載荷性質(zhì)分為靜載荷與動載荷（疲勞用）試驗(yàn)機(jī)

4、液壓傳動和力矩平衡原理簡介

    所使用的當(dāng)中，其加荷及其測力原理基本上采用液壓式和機(jī)械式二種，不論采用何種形式加荷，其測量部分都與液壓放大和杠桿放大原理直接有關(guān)。現(xiàn)簡介如下：

4.1液壓傳動原理

    圖１為等高的一個(gè)連通器，其內(nèi)裝有液體，上部由大小活塞A、B密封，用大小砝碼G1、G2使AB處于平衡，沒活塞和連通器之間無機(jī)械摩擦力。

由帕斯卡原理得：（壓強(qiáng)公式）G1---- F1 ＝G2---- F2 ... (1) 

               G1、G2－大小砝碼的重量；

               F1、F2－大小活塞A、B的橫載面積。

              由(1)式變?yōu)椋篏1＝F1----F2 G2 .............(2) 

    由(2)式可見，如果G2不變要想增大G1只要增大F1---F2即可，也就是增大兩個(gè)活塞的面積比來達(dá)到增加力G1，這一原理應(yīng)用到我們測力計(jì)量上來，實(shí)際情況要復(fù)雜得多。

4.2流動液體的壓力形式：

    一般常識知道；液壓系統(tǒng)的液體，沿管道流動時(shí)，油路上某一點(diǎn)的壓力的大小，是由自這點(diǎn)以后繼續(xù)前進(jìn)的道路上所遇到的總阻力（包括負(fù)載阻力及液壓阻力）來決定的。

4.3試驗(yàn)機(jī)的測力原理：

    試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)主要由二大部分組成，即主體部分和測力部分組成。

    主要講一下液壓擺錘式測力機(jī)構(gòu)。

    這種機(jī)構(gòu)在液壓試驗(yàn)機(jī)上應(yīng)用zui為普通，我組應(yīng)用的多為此類，其特點(diǎn)是測量范圍大。

    原理：由油泵進(jìn)入工作油缸的油，同時(shí)進(jìn)入測力油缸，此時(shí)測力活塞受力為Pc，向下運(yùn)動，拉動拉桿，使短臂γ及固定在一起的擺錘均揚(yáng)起角為α，因?yàn)樵囼?yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)，使得Q.R.r.F.f.B均為常數(shù)。當(dāng)擺錘揚(yáng)起時(shí)，推板ao推動齒桿而產(chǎn)生位移x，作用到試樣上的載荷PI 和齒桿的位移x成正比，這就是載荷度盤的刻度能夠等分的理由所在。

5、液壓擺錘式的結(jié)構(gòu)原理

5.1主體部分：

   由試驗(yàn)機(jī)底座，兩個(gè)固定立柱（四主柱式）大小橫梁，工作油缸活塞，活動細(xì)立柱，工

作臺及試樣夾持裝置等部件組成。

    工作油缸及活塞為主體的主要部件，當(dāng)油泵送來的高壓油經(jīng)過送油閥進(jìn)入油缸后，頂著活塞連同小橫梁及工作臺上升時(shí)，使載荷逐漸作用在試件上，當(dāng)工作臺上部中央部位放有試件，則形成壓縮變形，試件承受壓力。（現(xiàn)日本30t、上海100t壓冷彎）。

    當(dāng)工作臺下部夾持受拉試件，則形成拉伸變形，試件承受拉力。試件承受壓力或拉力的大小是由油缸中的油壓壓強(qiáng)經(jīng)傳壓管傳送到測力計(jì)部分指示出來的。

    在機(jī)器底座內(nèi)裝有下夾頭升降機(jī)構(gòu)──蝸輪蝸桿傳動裝置及電動機(jī)等。

5.2測力計(jì)部分：

    指示試件承受載荷大小的綜合機(jī)構(gòu)，系由測力機(jī)構(gòu)、載荷指示機(jī)構(gòu)、自動繪圖器、高壓油泵以及操作部分等組成。

   計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)（濟(jì)南30t、100t），與試驗(yàn)機(jī)并聯(lián)，可獨(dú)立操作，由壓力傳感器、引伸計(jì)、放大器、ＡＤ卡、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)組成，由于這部分近期要改造，暫不細(xì)講。

1）測力機(jī)構(gòu)

    主要有測力油缸，油缸內(nèi)裝有測力活塞經(jīng)過夾具與蝸輪相連動，處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，由靜摩擦變?yōu)閯幽Σ?，而提高上下滑動性能，從而提高了測力精度。測力活塞和工作活塞的截面積之比，在試驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)后已成為固定值，因此作用在兩者截面積上的載荷是與兩者截面積成正比。當(dāng)油壓作用在測力活塞上時(shí)，活塞向下移動，通過拉桿（柜架式）及上部方鐵使主軸帶動擺桿及擺錘而產(chǎn)生角位移，這個(gè)角位移的大小與加在測力活塞上的載荷大小是成正比例的關(guān)系，并以這種正比的關(guān)系推動推桿（齒桿）齒桿推輪齒輪轉(zhuǎn)動，使指針指出試件承受的載荷數(shù)值。

2）載荷指示機(jī)械主要有測力度盤（有三種測量范圍），主動針、被動針、推桿、齒輪、吊錘等組成。

3）自動繪圖器供自動繪制“應(yīng)力應(yīng)變圖"用的，也叫載荷變形圖或拉伸圖。圖形比例1:1、2:1、

4:1，可測σ0.2等。現(xiàn)不用它繪圖，了解一下就可以了。

4）高壓油泵：是液壓系統(tǒng)中zui重要的元件，它將電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ饔鸵簤毫δ芰?，?shí)現(xiàn)對試樣的壓載。國產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)用的油泵都是定量柱塞式高壓油泵。

        方型的─有6套活塞（長春10t二臺上都是，現(xiàn)已不生產(chǎn)了）；3套活塞。

        園型的─軸向７軸式活塞；徑向７軸式活塞。

    東德ZDM型機(jī)用的油泵是變量柱塞式高壓油泵{12套活塞ˇ4 套活塞。

   高壓油泵與電機(jī)是由齒輪減速箱將它們連接成一體，有的齒輪減速箱兼作余油泵，可將積盛在箱底的余油通過濾油頭吸入，經(jīng)細(xì)油管輸回貯油箱。

5）操作部分

主要有送油閥、回油閥及緩沖閥。

a.送油閥：亦稱壓力調(diào)解閥，實(shí)際上是個(gè)分流閥，將高壓油分流到工作油缸與貯油箱，以分流的多少控制載荷增減的速度。

結(jié)構(gòu)是：閥體內(nèi)裝有一針形閥，后部有穩(wěn)壓閥及壓縮彈簧，當(dāng)手輪處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，針形閥打不開，形成回油通路，油液全部回到油缸，油泵無載空轉(zhuǎn)，若針形閥全部打開時(shí)，油液可能全部進(jìn)入工作缸，使工作活塞快速上升，若針形閥不全部打開時(shí)，則油泵打來的油就被分成二部分。一部分經(jīng)過針形閥進(jìn)入工作缸，另一部分由分流閥流回油箱。隨著針形閥打開的程度不同出就有不同的流量進(jìn)入工作缸，出現(xiàn)不同的油缸上升狀態(tài)。

b.回油閥：實(shí)際上是個(gè)分路閥。當(dāng)關(guān)閉時(shí)迫使高壓油輸往測力體；當(dāng)打開時(shí)，就可卸除載荷，使工作油缸、測力油缸的油回到貯油箱。

c.緩沖閥：當(dāng)試樣斷裂或打開回油閥時(shí)，工作壓力突然下降，砣在重力作用下要急劇下落，其作用是使擺桿緩慢回落到零位，有的裝在回油閥體上，有的安裝在測力活塞上端。

5.3試驗(yàn)機(jī)的油路系統(tǒng)

開動電機(jī)帶動油泵工作，油從貯油箱經(jīng)過雙通閥被吸入泵內(nèi)，經(jīng)油泵作用把油經(jīng)送油管入送油閥內(nèi)，將油分流成兩路，一路經(jīng)節(jié)流閥和輸油管送入工作油缸，另一路經(jīng)回油管回到油箱，工作油缸中的油壓壓強(qiáng)，是沿工作油缸出油管將油壓送入回油閥。當(dāng)回油閥打開時(shí)，出油管送來的油連通回油管回到油箱，（這時(shí)工作臺下降或靜止），當(dāng)回油閥關(guān)閉時(shí)，回油管堵塞，迫使油液經(jīng)等壓油管壓迫測力油缸，使測力活塞下移推動拉桿，拉桿又帶動擺桿和推板，推動齒桿、齒輪及指針運(yùn)行，指示出載荷的大小。另外，工作油缸與活塞間的溢油經(jīng)溢油管回到油箱。