發(fā)展史及展望：

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

    19世紀初期，英國已設計和制造出300噸臥式拉伸試驗機，通過測定金屬及其構件的力學性能判據(jù)，為機件的強度計算提供了必要的基礎資料。殿后，機械式、液壓式、電磁式等各種類型的材料試驗機相續(xù)問世，測試設備由簡到繁逐步改進。1949年，美國設計并制造出電子拉伸試驗機，顯著促進了金屬力學性能測試的發(fā)展。

    當前力學性能測試技術，正向著無惰性電子化及廣泛應用電子計算機以實現(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。為了正確準確地測定材料的強度，彈性，塑性，韌性等性能，就必須通過實踐，通過實驗。

２、材料試驗所要達到的目的

①研究新材料，通過反復的試驗、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，進行其性能試驗，檢驗材料的機械性能是否合理，以便保證產(chǎn)品質(zhì)量。

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

④在科學研究中，對材料由理論分析而推導出的定律和結論由試驗來驗證。

⑤通過測定材料的物理機械性能，確定合理的加工工藝和設計。

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

３、分類：（共13種）

材料試驗機（拉、壓、彎）WE 

壓力試驗機（壓）YE 

沖擊試驗機（JB-30B）

硬度試驗機（布、洛、維、里、肖等）

杯突試驗機（GBf60）

彎折試驗機（反復彎曲用ZH-7）

扭轉(zhuǎn)試驗機

疲勞試驗機

熱模擬試驗機等等

3、的分類

    的種類很多，根據(jù)不同性質(zhì)的材料試驗，需要在不同的試驗設備上進行，于是，試驗機的類型很多。

3.1按加荷方式分類：

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

②液式──液壓加荷（除2臺機械式，其余都是）

3.2按測力方式分類：

1）機械式：{ 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。按外形結構分立式和臥室

                  按使用溫度分高溫、常溫、低溫試驗機；

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

4、液壓傳動和力矩平衡原理簡介

    所使用的當中，其加荷及其測力原理基本上采用液壓式和機械式二種，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。現(xiàn)簡介如下：

4.1液壓傳動原理

    圖１為等高的一個連通器，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械摩擦力。

由帕斯卡原理得：（壓強公式）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，也就是增大兩個活塞的面積比來達到增加力G1，這一原理應用到我們測力計量上來，實際情況要復雜得多。

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，油路上某一點的壓力的大小，是由自這點以后繼續(xù)前進的道路上所遇到的總阻力（包括負載阻力及液壓阻力）來決定的。

4.3試驗機的測力原理：

    試驗機結構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構。

    這種機構在液壓試驗機上應用zui為普通，我組應用的多為此類，其特點是測量范圍大。

    原理：由油泵進入工作油缸的油，同時進入測力油缸，此時測力活塞受力為Pc，向下運動，拉動拉桿，使短臂γ及固定在一起的擺錘均揚起角為α，因為試驗機的設計，使得Q.R.r.F.f.B均為常數(shù)。當擺錘揚起時，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、液壓擺錘式的結構原理

5.1主體部分：

   由試驗機底座，兩個固定立柱（四主柱式）大小橫梁，工作油缸活塞，活動細立柱，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，當油泵送來的高壓油經(jīng)過送油閥進入油缸后，頂著活塞連同小橫梁及工作臺上升時，使載荷逐漸作用在試件上，當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經(jīng)傳壓管傳送到測力計部分指示出來的。

    在機器底座內(nèi)裝有下夾頭升降機構──蝸輪蝸桿傳動裝置及電動機等。

5.2測力計部分：

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

   計算機測試系統(tǒng)（濟南30t、100t），與試驗機并聯(lián)，可獨立操作，由壓力傳感器、引伸計、放大器、ＡＤ卡、計算機處理系統(tǒng)組成，由于這部分近期要改造，暫不細講。

1）測力機構

    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粒岣呱舷禄瑒有阅埽瑥亩岣吡藴y力精度。測力活塞和工作活塞的截面積之比，在試驗機檢驗后已成為固定值，因此作用在兩者截面積上的載荷是與兩者截面積成正比。當油壓作用在測力活塞上時，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系，并以這種正比的關系推動推桿（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“應力應變圖"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，它將電動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ饔鸵簤毫δ芰浚瑢崿F(xiàn)對試樣的壓載。國產(chǎn)試驗機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，實際上是個分流閥，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。

結構是：閥體內(nèi)裝有一針形閥，后部有穩(wěn)壓閥及壓縮彈簧，當手輪處于關閉狀態(tài)時，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，油液可能全部進入工作缸，使工作活塞快速上升，若針形閥不全部打開時，則油泵打來的油就被分成二部分。一部分經(jīng)過針形閥進入工作缸，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入工作缸，出現(xiàn)不同的油缸上升狀態(tài)。

b.回油閥：實際上是個分路閥。當關閉時迫使高壓油輸往測力體；當打開時，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：當試樣斷裂或打開回油閥時，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試驗機的油路系統(tǒng)

開動電機帶動油泵工作，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，是沿工作油缸出油管將油壓送入回油閥。當回油閥打開時，出油管送來的油連通回油管回到油箱，（這時工作臺下降或靜止），當回油閥關閉時，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。