一文化價值、材料試驗(yàn)機(jī)的用途與作用
材料受載后表現(xiàn)出彈性責任製、塑性意見征詢、斷裂三個(gè)變型過(guò)程措施,并且在各個(gè)過(guò)程已有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范)規(guī)定出相關(guān)性能的技術(shù)指標(biāo)信息,這些性能指標(biāo)的具體測(cè)定必須在試驗(yàn)機(jī)上來(lái)完成能力建設。試驗(yàn)機(jī)的功能和計(jì)量特性指標(biāo)是否滿足預(yù)期使用要求模樣,是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的關(guān)鍵。材料試驗(yàn)機(jī)不僅是研究材料機(jī)械性能理論的基本手段和依據(jù)服務,也是企業(yè)狀態、事業(yè)單位目前生產(chǎn)檢驗(yàn)的基本手段之一。
二穩定發展、中國(guó)材料試驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)狀
我國(guó)計(jì)量基石之一、質(zhì)檢檢測(cè)事業(yè)的歷史悠久,但試驗(yàn)機(jī)制造行業(yè)在舊中國(guó)是空白增持能力,中華人民共和國(guó)成立后共同努力,黨和政府十分重視計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,采取了許多重要措施來(lái)發(fā)展儀器儀表工業(yè)追求卓越。經(jīng)過(guò)五十多年的努力逐漸完善,我國(guó)材料試驗(yàn)機(jī)的制造,從無(wú)到有合理需求、從小到大是目前主流,從單參數(shù)到多參數(shù),從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)高質量,逐步發(fā)展成初具規(guī)模充分發揮,具有能生產(chǎn)靜負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)(如拉、壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)管理、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)設計、松弛試驗(yàn)機(jī)業務指導、持久強(qiáng)渡試驗(yàn)機(jī)、蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)就此掀開、復(fù)合應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)等)和動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)(如沖擊試驗(yàn)機(jī)和疲勞試驗(yàn)機(jī)等)的能力長足發展,有效地促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的發(fā)展。二十世紀(jì)九十年代初穩步前行,我國(guó)實(shí)行了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)結構不合理,眾多民營(yíng)企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。試驗(yàn)機(jī)制造行業(yè)也和其它行業(yè)一樣逐步改善,民營(yíng)企業(yè)登上了試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的舞臺(tái)意見征詢。近幾年,隨著國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)民營(yíng)企業(yè)的不斷做強(qiáng)做大自動化裝置,國(guó)有企業(yè)的改制示範,中國(guó)的試驗(yàn)機(jī)行業(yè)由原來(lái)以國(guó)有企業(yè)為主逐步演變?yōu)橐悦駹I(yíng)企業(yè)唱主角的時(shí)代。
1有很大提升空間、機(jī)械方面:
試驗(yàn)機(jī)在我國(guó)經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展運行好,在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面沒(méi)有太大變化,只是有些小的改進(jìn)前景。從產(chǎn)品外觀來(lái)看進一步意見,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品相比差距較大。國(guó)外產(chǎn)品無(wú)論從造型共享應用、表面處理等方面生產能力,進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備很容易就能分辨出來(lái)。從觀感示範推廣、手感堅持好、質(zhì)感等方面,制造工藝非常精良大幅增加。國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的試驗(yàn)機(jī)特性,都顯粗糙。所以國(guó)內(nèi)的廠家想在這方面趕上國(guó)外試驗(yàn)機(jī)廠家等特點,還需進(jìn)一步努力建言直達。
2、材料試驗(yàn)機(jī)夾具方面
(1)材料試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展方向是由制樣檢測(cè)向制品(即成品將進一步、半成品)檢測(cè)方向發(fā)展充分發揮,這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原來(lái)用于標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗(yàn)的夾具向用于成品檢測(cè)的夾具發(fā)展。
(2)夾具的使用向高效率成就、低勞動(dòng)強(qiáng)度的方向發(fā)展重要方式。過(guò)去的夾具一般采用機(jī)械鎖緊,費(fèi)時(shí)費(fèi)力系統,勞動(dòng)強(qiáng)度大非常重要,效率低自動化。隨著工作環(huán)境的改善,及大批量試驗(yàn)(生產(chǎn)流水線隨機(jī)抽檢的)需要高品質,夾具的夾緊方式由原來(lái)的機(jī)械夾緊向氣壓夾緊、液壓夾緊等方向發(fā)展支撐能力。
(3)全自動(dòng)夾具:從試樣尺寸測(cè)量到裝夾資源優勢,再到開(kāi)始試驗(yàn),最后出測(cè)試報(bào)告一次完成特征更加明顯。此類夾具僅適用于大批量的相同試樣或成品的測(cè)試和檢驗(yàn)估算。
(4)高低溫環(huán)境試驗(yàn)的增多,使用于高低溫的夾具種類增多的可能性。高低溫環(huán)境試驗(yàn)的增多不要畏懼,給夾具的設(shè)計(jì)增加了難度。我們知道高溫拉伸試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定:圓試樣用螺紋應用領域,板試樣上有孔保持競爭優勢。由于連接方式固定,所以?shī)A具的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單發展機遇。但高低溫試驗(yàn)卻不同長效機製,它一般是在高低溫箱中做試驗(yàn),它的試樣一般標(biāo)距短(一般為常溫試樣)全技術方案。這樣一來(lái)夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi)分享,高低溫試驗(yàn)一般由于試驗(yàn)機(jī)行程受限制(試驗(yàn)機(jī)在裝標(biāo)準(zhǔn)夾具時(shí)行程),這就要求夾具體積小信息化,又要滿足試驗(yàn)力方式之一,又要耐高溫、低溫新型儲能,一般比較難設(shè)計(jì)創新能力。
(5)連續(xù)試驗(yàn)夾具增多。由于過(guò)去一般是制樣檢測(cè)領域,試樣的拉伸溝通機製、壓縮是分開(kāi)進(jìn)行的(即拉伸、壓縮是用不同的夾具進(jìn)行的)註入新的動力,而現(xiàn)在成品檢測(cè)越來(lái)越多領先水平,試樣在同一次試驗(yàn)中又要受拉伸,又要受壓縮雙重提升,又要有高的效率戰略布局,只能用同一種夾具既做拉伸又做壓縮。
(6)特殊行業(yè)用試驗(yàn)夾具增多表現明顯更佳。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展狀態,一些新興的行業(yè)對(duì)試驗(yàn)機(jī)夾具提出了新的要求技術節能,例如要求夾具結(jié)構(gòu)小、無(wú)磁性廣泛認同,耐腐蝕(在溶液中做試驗(yàn))等國際要求。
3、測(cè)控系統(tǒng):
試驗(yàn)機(jī)的測(cè)控技術(shù)一直都落后于國(guó)外鍛造,近幾年經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)各廠家不斷努力競爭激烈,取得了較大突破,控制器采用一系列的新技術(shù)改善,即DSP 平臺(tái)智慧與合力;基于神經(jīng)元自適應(yīng)PID 算法全數(shù)字、三閉環(huán)(力重要的角色、變形開放要求、位移)控制系統(tǒng);8 通道24 位A/D 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及USB1.1 通訊等平臺建設。DCS-200 所用的DSP 平臺(tái)技術(shù)是世界上第三家采用此技術(shù)的試驗(yàn)機(jī)廠家服務機製,也是世界上最早把USB 通訊技術(shù)運(yùn)用到試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)。在DCS-200 成功推出后推動並實現,國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)用戶紛紛放棄國(guó)外的控制器薄弱點,同時(shí)也促進(jìn)國(guó)內(nèi)其它試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)新控制器的積極研發(fā),由此突破了試驗(yàn)機(jī)控制的技術(shù)難關(guān)優化程度,推動(dòng)了國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展積極性。
在測(cè)控系統(tǒng)方面,我國(guó)采用的某些技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平不斷豐富,但有些關(guān)鍵技術(shù)和部件制造還是受到一些因素的制約實施體系。如能采用世界頂級(jí)的HBM 等公司的力傳感器,則力值測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性將進(jìn)一步得到保證各有優勢,其準(zhǔn)確度等級(jí)也將得到更大的提高效果較好。
4、軟件方面:
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)機(jī)廠家的試驗(yàn)軟件持續,有自己開(kāi)發(fā)等多個領域,也有引進(jìn)國(guó)外公司的,有的功能簡(jiǎn)單但操作方便產品和服務,有的功能強(qiáng)大但操作略顯復(fù)雜應用擴展。我國(guó)的試驗(yàn)機(jī)從功能性、適用性等方面都緊隨國(guó)外試驗(yàn)機(jī)行業(yè)增多,功能更強(qiáng)大活動上、操作更人性化,獲得了國(guó)內(nèi)廣大用戶的一致好評(píng)進一步推進,其中很多功能在其它廠家的試驗(yàn)機(jī)上導向作用,都可以得到實(shí)現(xiàn)方案。軟件還需要在功能、操作性十大行動、穩(wěn)定性考核等方面下功夫左右,進(jìn)一步完善,特別要對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定或驗(yàn)證強化意識。
5充足、試驗(yàn)機(jī)配套器件:
如試樣變形測(cè)量系統(tǒng),國(guó)內(nèi)現(xiàn)采用最多用皮筋?yuàn)A緊方式的積極性,夾持十分不便,但它的計(jì)量技術(shù)特性基本滿足使用要求至關重要。國(guó)內(nèi)還有幾個(gè)單位生產(chǎn)的引伸計(jì)其計(jì)量特性也基本相同不久前。目前國(guó)際上,應(yīng)屬德國(guó)茲威克(ZWICK)公司的試驗(yàn)機(jī)所配的全自動(dòng)引伸計(jì)最為先進(jìn)提升行動,居世界領(lǐng)先地位能力建設。其特點(diǎn)是減小人為誤差、測(cè)量結(jié)果的不確定度研究進展,這是發(fā)展趨勢(shì)無障礙。還有試樣夾頭、高溫爐快速融入、環(huán)境箱等認為,就不一一細(xì)說(shuō)了≡鰪??傊匾饬x,試驗(yàn)機(jī)配套器件方面要趕上世界領(lǐng)先水平,還需要我國(guó)從事試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的人們付出更多的心力更加廣闊。
三規劃、中國(guó)材料試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的發(fā)展思路
由于試驗(yàn)機(jī)夾具使用的特殊性,以及新材料的不斷出現(xiàn)可以使用,夾具的設(shè)計(jì)一直處在被動(dòng)的局面進入當下。我們每天都會(huì)碰到新材料,需要設(shè)計(jì)新的夾具效高化。我們只有總結(jié)過(guò)去的成功經(jīng)驗(yàn)新體系,來(lái)順應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì)。
對(duì)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具好壞的判定很難界定發展機遇,由于夾具結(jié)構(gòu)的特殊性長效機製,對(duì)一種夾具,有時(shí)我們很難確定它到底更適合那種試樣全技術方案,通常從以下三點(diǎn)來(lái)判斷:
1分享、夾具是否使用方便共享、安全;
2經驗分享、夾持是否可靠解決方案,不能有打滑現(xiàn)象;
3有力扭轉、做試驗(yàn)過(guò)程中上高質量,試樣斷點(diǎn)好。數(shù)據(jù)離散性小廣度和深度。(即試樣不斷鉗口深入交流、鉗口內(nèi)、平行段或標(biāo)距外)而有幾種類型的材料加強宣傳,有與本身的特性及適用的環(huán)境特殊臺上與臺下,目前為止,解決的辦法并不多技術發展。
a集聚效應、鋼絲、鋼絞線由于試樣硬度高重要手段,內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)松散互動講,在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中受力不均勻,夾持試樣的鉗口易磨損等原因像一棵樹,夾具一直未得到好的解決過程中。過(guò)去是夾鋁箔來(lái)做,一次試驗(yàn)就耗費(fèi)四片鋁箔能運用,浪費(fèi)太大≈匾渴?,F(xiàn)在采用了噴涂金剛砂的拉力試驗(yàn)機(jī)夾具,打滑問(wèn)題解決了工具,但斷口位置始終未能理想智慧與合力,10根試樣只能成功一半左右。
b重要的角色、對(duì)于變形量大的材料由于變形過(guò)大開放要求,所以?shī)A持困難,夾具的設(shè)計(jì)也是一個(gè)難點(diǎn)平臺建設。
c服務機製、對(duì)于需要在高溫環(huán)境下做的試驗(yàn),夾具的要求也很高使用,既要耐高溫更多可能性,又要不變形,體積要小,所以一般的試驗(yàn)機(jī)廠家來(lái)說(shuō)緊迫性,也是很難搞定的事情結構。
d、對(duì)于批量大高效,高頻率的試驗(yàn)來(lái)說(shuō)溝通協調,國(guó)外普遍采用全自動(dòng)夾持,對(duì)與國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家來(lái)說(shuō)體系,還是個(gè)新的課題保障性。
e、對(duì)與成品及半成品的檢測(cè)責任製,需要的夾具則是五花八門十分落實,如何個(gè)性化滿足客戶要求,對(duì)所有試驗(yàn)機(jī)廠家來(lái)說(shuō)規則製定,都是一個(gè)挑戰(zhàn)擴大。