發展史及展望：

    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，只是在歐州社會經濟基礎發生重大變革后，材料力學才在西歐發展起來。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，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全盤自動化的方向發展。

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，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，以便保證產品質量。

③檢驗各種材料經過加工和熱處理后，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：材料試驗是現代生產中*的一個環節，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，根據不同性質的材料試驗，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)式變為：G1＝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。當擺錘揚起時，推板ao推動齒桿而產生位移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傳壓管傳送到測力計部分指示出來的。

    在機器底座內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（濟南30t、100t），與試驗機并聯，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，油缸內裝有測力活塞經過夾具與蝸輪相連動，處于轉動狀態，由靜摩擦變為動摩擦，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）齒桿推輪齒輪轉動，使指針指出試件承受的載荷數值。

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。現不用它繪圖，了解一下就可以了。

4）高壓油泵：是液壓系統中zui重要的元件，它將電動機的機械能轉變為工作油液壓力能量，實現對試樣的壓載。國產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，現已不生產了）；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：閥體內裝有一針形閥，后部有穩壓閥及壓縮彈簧，當手輪處于關閉狀態時，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，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，出現不同的油缸上升狀態。

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

開動電機帶動油泵工作，油從貯油箱經過雙通閥被吸入泵內，經油泵作用把油經送油管入送油閥內，將油分流成兩路，一路經節流閥和輸油管送入工作油缸，另一路經回油管回到油箱，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溢油管回到油箱。