金屬,、非金屬、高溫合金,、高分子化合物等材料若要達到“物盡其用”,,除了結(jié)構(gòu)設計、加工工藝等影響因素外,,其物理性能也是一個*的重要因素,,試驗機便是用于測量材料物理性能的儀器和*工具。隨著科學技術的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)要求的提高,,曾經(jīng)“冷僻”的試驗機行業(yè)如今已走出“深閨”,,日益向人們彰示這一行業(yè)的市場潛力與強勁的發(fā)展勢頭,有數(shù)據(jù)顯示,,中國試驗機市場銷售總額每年可高達40億人民幣,。
試驗機市場前景如此大好,但我國試驗機制造企業(yè)技術研發(fā)投入普遍不足,,產(chǎn)品更新速度緩慢,,且國內(nèi)試驗機市場一直被國外廠商壟斷。試問我國試驗機企業(yè)應如何突破發(fā)展瓶頸,,打造國產(chǎn)化試驗機品牌,,再逐漸進入市場,并zui終實現(xiàn)整個試驗機行業(yè)的良性發(fā)展?相信國內(nèi)眾多的試驗機專家,、用戶以及生產(chǎn)企業(yè)都在努力尋找這個突破口!
王春生教授,,任職于北京航空航天大學材料科學與工程學院。多年來,,王春生教授一直從事新型飛機耐久性和發(fā)動機高溫合金工藝的性能研究,,在試驗機的應用開發(fā)方面頗有心得,,曾參與國家“十一五”規(guī)劃中力學材料試驗機相關課題項目的起草制定;另外,王春生教授對試驗機在控制器,、常規(guī)夾頭,、高溫蠕變等方面曾提出過卓有有效的改進建議,并多次參與我國試驗機標準的制定等,。
近日,,編輯采訪了王春生教授,就目前國內(nèi)外試驗機的應用開發(fā),、技術進展,、國內(nèi)外產(chǎn)品差距、國內(nèi)市場現(xiàn)狀,、試驗機行業(yè)未來發(fā)展以及人才培養(yǎng)等問題與王春生教授進行了深入的探討,。
試驗機技術走向:“大、小,、精”與“環(huán)境模擬”
20世紀,,隨著液壓伺服技術與電子計算機技術的引入,試驗機測試技術可以實現(xiàn)過去人工操作不可能完成的試驗,,使材料性能研究達到了一個全新高度,。進入21世紀以來,高科技飛速發(fā)展,,對試驗機技術提出了更多,、更高的測試要求。
關于試驗機技術的發(fā)展方向,,王春生教授談到,,在現(xiàn)代科學技術的背景下,材料的工作條件非常復雜,,人們對材料力學性能測試要求不斷提高,,因此,市場上也日漸出現(xiàn)了各種型號與功能的試驗機產(chǎn)品,。從目前各種新型的試驗機來看,,試驗機技術的發(fā)展方向主要包括“大、小,、精”以及“環(huán)境模擬”,。
(1)“大”:近幾年,,我國航空航天事業(yè)發(fā)展很快,,諸如導彈、火箭這樣的大型結(jié)構(gòu)件越來越多。另外,,我國將逐步開放3000米以下的低空領域,,如此以來,小型飛機的市場需求將會大幅提升,,這些都將大大促進試驗機往“大”的方向不斷拓展,。
(2)“小,、精”:精度是各種儀器設備永遠不變的追求之一,,試驗機亦不例外。與航空航天領域不同的是,,在生物醫(yī)學工程方面,,人們需要對一些微小材料、微小部件進行性能評價,,如人體骨骼,、眼睛的鞏膜等生物材料,其感應量在0.1N,,而通常的試驗機精度很難達到,,這就要求廠家能夠提供更為小巧、靈敏的試驗機“精”品,。
(3)“環(huán)境模擬”:目前,,環(huán)境模擬技術已成為試驗機技術發(fā)展的一個重要方向,。隨著工業(yè)的發(fā)展,材料測試不再局限于力的模擬,,對于試驗條件下的環(huán)境模擬要求也越來越多:超高壓,、超高溫、超低溫,、超真空,、超高強、超輻射,、耐腐蝕等,。例如,液氧,、液氮,、液氫的儲存罐材料要模擬航空航天環(huán)境,以便能更為地測試材料的力學性能,。
試驗機正往更“細”,、更“新”的應用領域發(fā)展
材料性能的研究起始于歐洲工業(yè)革命時期,當時主要是利用機械測試設備進行靜態(tài)試驗,,用以評價材料在拉壓和彎曲載荷作用下的力學特征,。近幾年,,合金材料、聚合物材料,、陶瓷材料,、超導材料等新材料的開發(fā)與使用,極大地拓展了試驗機的應用領域,。
目前,,試驗機主要針對材料的強度、剛度,、硬度,、彈性、塑性,、韌性,、延性、表面與內(nèi)部缺陷等參數(shù)進行力學性能測試和分析研究,,可以廣泛地應于在礦企業(yè),、*、科研院所的現(xiàn)場和實驗室,,具體領域涉及到航天航空,、機械制造、石油化工,、食品,、醫(yī)藥包裝、車輛制造,、電線電纜,、紡織纖維、塑料橡膠,、建筑建材等各行各業(yè),。
王春生教授介紹到,若從力學實驗角度來看,,試驗機的應用領域可以分為兩大部分:一是結(jié)構(gòu)力學,,一是實驗力學(包括材料研究與材料檢驗)。過去,,試驗機一般常用于汽車零部件,、塑料、巖石力學,、工程結(jié)構(gòu)件等傳統(tǒng)領域的常規(guī)材料測試,。近幾年,隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,人們需要更輕更強的材料用于制造飛機,、火箭,、汽車等,這使得試驗機的應用領域逐漸往更細的領域,、更新的方向發(fā)展,。大至飛機、導彈,、火箭,、衛(wèi)星等大型結(jié)構(gòu)件,小至人體骨骼,、眼睛鞏膜,、電子材料、玻璃,、牛肉干,、布料等,可謂是和我們的衣,、食,、住、行息息相關,。
另外,,隨著試驗機的廣泛應用,我國從事材料性能測試的人員隊伍也已變得相當龐大,。單就專業(yè)會議而言,,國內(nèi)外每年都會召開規(guī)模很大的各種力學會議,如斷裂力學會議,、疲勞斷裂會議,、常規(guī)力學會議等,。
試驗機一直是歐美國家對我國科研課題限制出口的產(chǎn)品,,因此,打造我國試驗機民族品牌,,增強國產(chǎn)試驗機的市場競爭力顯得尤為重要,。面對當前進口產(chǎn)品的競爭,我們期待國內(nèi)試驗機企業(yè)走自己的路,,做出屬于我們自己的試驗機來,。
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