萬能材料試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展概況

【亞洲儀表網(wǎng)】在人類的生產(chǎn)活動中，很早以前就有了一些有關(guān)鑒別材料性能的知識：古代勞動人民在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，積累了豐富的識別材料性能的經(jīng)驗(yàn)，如用彈敲器皿或工具的方法來鑒別其質(zhì)地好壞；用打彎鋼條的方法來判斷鐵是否已經(jīng)煉成了；用劃痕和擊斷的方法了解鋼條的質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況等。直到目前，這些簡易的方法有時(shí)還在繼續(xù)沿用著。這些在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步掌握的方法，是以經(jīng)驗(yàn)為主的，并且只能初步地定性分析材料的性能，而不能精確地獲得材料的機(jī)械性能數(shù)據(jù)。而生產(chǎn)活動的進(jìn)一步發(fā)展，要求能定量地測定材料的機(jī)械性能，用以作為合理設(shè)計(jì)的依據(jù)。

定量地測定材料的機(jī)械性能，是從十七世紀(jì)開始的。十七世紀(jì)的歐洲，正處于封建社會解體和商業(yè)資本發(fā)展時(shí)期，冶金工業(yè)已經(jīng)萌芽。這時(shí)工業(yè)有了較大的發(fā)展，隨之出現(xiàn)了一系列技術(shù)問題。例如海外貿(mào)易需要增大船只噸位，這不僅需要材料力學(xué)知識，而且需要掌握準(zhǔn)確了解材料性能的方法。1638年意大利物理學(xué)家伽里略首次用施加凈重的方法測量鋼棒的強(qiáng)度。

不久之后，虎克定律問世，虎克也是最早從事材料試驗(yàn)的人之一。

以后，由于建筑工業(yè)和機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，促使材料試驗(yàn)工作也相應(yīng)地進(jìn)一步發(fā)展起來。羅蒙諾索夫提出的物質(zhì)不滅定律，在材料試驗(yàn)中得到了應(yīng)用。他還提出了石塊與玻璃的壓縮試驗(yàn)方法等。這樣，在工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過程中，新的材料試驗(yàn)方法便不斷的涌現(xiàn)出來。與此相應(yīng)地研制和生產(chǎn)了許多材料試驗(yàn)設(shè)備。

第一臺萬能材料試驗(yàn)機(jī)于1729年問世。它是根據(jù)杠桿原理制成的，形狀很像一臺大秤。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)，到十八世紀(jì)中葉，萬能材料試驗(yàn)機(jī)逐漸地有了較大的改進(jìn)，例如在加荷機(jī)構(gòu)中采用了刀口結(jié)構(gòu)等。這時(shí)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)的加荷能力也已增高到了100噸。

現(xiàn)存于是上海同濟(jì)大學(xué)材料力學(xué)試驗(yàn)室的一臺444.5kN（100000磅）的萬能試驗(yàn)機(jī)就是利用杠桿原理測力的，該機(jī)由美國Tinius Olsen公司制造，使用至今估計(jì)已有九十至一百年歷史，是全國歷史最為久遠(yuǎn)，仍然能完好使用的萬能萬能材料試驗(yàn)機(jī)，堪稱貨真價(jià)實(shí)的“世紀(jì)”試驗(yàn)機(jī)。

液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)是在十九世紀(jì)初開始應(yīng)用的，第一臺液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)于1827年制成，也是采用杠桿原理測量負(fù)荷。

早期瑞士AMSLER公司制造的液壓拉力萬能材料試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)非常簡單，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)有一對拉力夾持鉗口，利用液壓油缸人力加載，壓力表顯示試驗(yàn)力讀數(shù)。

從這時(shí)起，才開始系統(tǒng)地發(fā)表了一系列關(guān)于材料強(qiáng)度和彈性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。19世紀(jì)30年代，制造了在1310。F*下測定金屬拉力強(qiáng)度的機(jī)械式萬能材料試驗(yàn)機(jī)。不久，又制造了疲勞試驗(yàn)機(jī)。

20世紀(jì)初，制成了布氏硬度計(jì)，隨后制成了洛氏硬度計(jì)和維氏硬度計(jì)、蠕變試驗(yàn)機(jī)等萬能材料試驗(yàn)機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)后，由于航空工業(yè)的飛躍發(fā)展，使新型合金的研究工作也隨之發(fā)展起來。與此同時(shí)，一系列新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)，如高溫萬能材料試驗(yàn)機(jī)，低溫萬能材料試驗(yàn)機(jī)、高速萬能材料試驗(yàn)機(jī)和高頻萬能材料試驗(yàn)機(jī)等也相繼出現(xiàn)，負(fù)荷測量系統(tǒng)和變形測量系新型萬能材料試驗(yàn)機(jī)也隨之出現(xiàn)，并得到發(fā)展和完善。

近幾年，電子計(jì)算機(jī)已成熟地應(yīng)用到萬能材料試驗(yàn)機(jī)中。于是，不僅能嚴(yán)格地按照給定的程序進(jìn)行各種模擬試驗(yàn)，而且還能夠把各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線快速地進(jìn)行處理并將結(jié)果打印或顯示出來，較之以往極大地提高了材料性能檢測的準(zhǔn)確性和速度。