推力试验机

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。 　　试验机是测试、评定和研究材料、零部件、整机(整车)和各类工程项目的物理性能、机械(力学)性能、工艺性能、安全性能、舒适性能的试验仪器和设备，广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、航空航天、造船、交通运输等领域。 　　据了解，2012年中国试验机的市场容量大约60亿元，规模以上企业约20家左右，而产值在百万元以下的企业大约有200家。2012年下半年据笔者了解公开发布试验机新品的厂商有六家，其中四家产品为传统材料试验机，推出新产品的厂商主要有MTS系统(中国)有限公司、长春机械科学研究院有限公司、上海倾技仪器仪表科技有限公司、上海衡翼精密仪器有限公司。MTS继2010年推出Criterion系列万能试验机之后，时隔两年推出了Exceed系列万能试验机，将中国试验机品牌的成本优势和MTS试验机品牌的技术优势很好地结合起来 长春机械院推出的150吨电子式试验机，将载荷和吨位提高到新的水平，目前属国内最大吨位 上海倾技采用精度更高的传感器，提高了测量结果的准确性。 　　此外，深圳三思纵横科技股份有限公司在非标试验机领域又迈出了一步，研发的三轴五面液压试验系统为国内岩石与地质结构研究提供更为可靠的测试手段 而苏州东菱振动试验仪器有限公司继续完善自己的电动振动台技术，自主研制世界首台单体50吨推力超大型电动振动试验系统，填补国产50吨电动振动台的空白。 　　试验机产品种类繁多，但是其核心技术主要体现在测量元件上，因此谁采用了新的测量元件，谁的产品就提升了档次，谁就能向市场率先推出试验机新产品 同样，谁采用了新的控制元件，提升了控制水平，如拉伸速度、应力速率、应变速率、试验频率、试验模式等，谁就掌握了市场先机 此外，试验机的测量控制软件也是高性能试验机不可或缺的技术关键，也是区分试验机档次的主要考核标准。 　　为了让读者对试验机制造企业和试验机技术有所了解，我们拟对2012年下半年部分新产品介绍如下，以飨读者。 　　材料试验机 MTS系统(中国)公司Exceed系列万能试验机(左图为E45电子万能试验机，右图为E64液压万能试验机) 　　2012年10月，笔者参加了MTS在北京的新品发布会。MTS本次发布的Exceed系列万能试验机产品属于中低端产品，主要应用在QC和QA领域。该试验机的突出特点是其同轴度可以满足脆性、航空材料的标准 控制器有两个模拟输出通道，用户可以将传感器采集到的电信号输入到所需要的系统里，不做任何线性修正，保证信号的真实性 试验机的带宽是可调的，用户可以从0.1到1000HZ根据不同的材料选择不一样的带宽 此外，MTS 耗时5年和微软公司合作研发了一款新的软件TestSuite TW，该软件也应用到了新产品Exceed系列万能试验机中。 长春机械科学研究院有限公司150吨电子式压力试验机 　　2012年10月28日，长春机械科学研究院有限公司集合公司最先进的测试软件和控制器技术的全新电子式大吨位系列试验机新产品在长春亮相。以往，由于技术原因电子式试验机能够达到的最大试验力都比较小，一般在300-500kN，不能满足更大加载试验力的需求。 　　现在，长春机械科学研究院成功研制出国内第一台1500kN电子式试验机。该试验机传动、减速均采用齿形带配丝杆副结构，效率更高，更平稳，噪音小 配置长春机械院最新研制的CLY20型电子万能试验机专用高精度负荷传感器，传感器刚度大、独有的非线性数据校正技术，确保长时工作稳定可靠性 系统采用三闭环控制，无冲击平滑转换，技术运用更成熟。该系列试验机创造了国内电子式试验设备的最大试验力记录，打破了国外企业在大吨位电子式试验设备方面的垄断局面。 上海倾技仪器仪表科技有限公司QJ211S四点静压试验机 　　上海倾技仪器仪表科技有限公司在今年11月推出了QJ211S四点静压试验机。该试验机适用于各种手机玻璃、电脑显示屏、电视屏、钢化玻璃、眼镜玻璃、有机玻璃、特种玻璃等材料的四点静压试验，配上倾技的不同夹具还可以完成材料的三点弯曲、拉伸、剪切、压缩、刺破等多种力学试验。较之前的四点弯曲试验机，该款试验机采用高精密荷重元测量及伺服电机驱动，可以得到精准的弯曲强度结果，可快速、自由调节跨距，还增加了对试验数据进行曲线编辑、叠加、分离、缩放等多项功能。 上海衡翼精密仪器有限公司HY-0230打包带拉力机 　　上海衡翼公司在今年的一月份和二月份连续推出了两款产品，一款是卧式拉力试验机HY-0530，另一款是拉力试验机HY-0350。紧接着在10月又推出了HY-0230打包带拉力机。该款仪器是为客户专门定制的，可以做2500N以内整个材料中拉伸、压缩、弯曲、剥离、刺破等试验 可以全液晶数控设定所需参数，曲线、位移、力值能动态显示在数显器上 彻底改变传统材料试验机机台笨重、操作复杂、性能单一的缺点 此外，此款机器精度高，使用年限达70年之久。 　　结构试验机 深圳三思纵横科技股份有限公司三轴五面液压试验系统 　　深圳三思纵横科技股份有限公司与徐州矿大合作开发的280项目---三轴五面液压试验系统，于2012年12月26日正式通过双方验收。　　此三轴五面液压试验系统具有三轴五面结构，可三轴同步匀速加载，五面同步加载采取联动控制。主油缸最大载荷为20000kN，侧油缸最大载荷8000kN 拥有五个载荷传感器和五个位移传感器 软件可进行相应的曲线采集和分析，生成报告预留了试样开挖空间 可扩展变形测量装置等具有冷却装置，可以超长时间做保载试验。 　　振动台 苏州东菱振动试验仪器有限公司50吨振动台 　　近年来随着我国登月工程、大飞机工程和高铁工程等国家重点工程的飞速发展，其所需要的振动试验系统的最大推力也在不断加大，现有的35吨电动振动试验系统的推力已不能满足试验需求。2011年，东菱自筹经费、自主研制世界首台单体50吨推力超大型电动振动试验系统，并于今年的9月正式亮相。 　　50吨电动振动试验系统振动台部分主要由垂直振动台和水平滑台两大部分组成，4.5m×4.0m×0.08m的水平滑台为世界目前之最 水平滑台台面使用了90个高精度T型导轨，使水平台面在运动中，不仅有了精确的运动轨迹，而且保证了其有足够的抗倾覆力矩的能力，另外T导轨油膜的设计，更使水平台面的承载能力大大提高，以至于可以达到270吨左右 垂直振动台的超大扩展台面，使50吨台体在做垂直振动试验时，承载和抗倾覆力矩的能力大大提高，且使一些大型的试件有一个可靠的载体，对于试验的可靠性更有保证。 　　延伸阅读：2012年上半年仪器新品盘点：试验机

※振动试验机的种类① 机械式低频率、单纯振动，现在基本上已淘汰，没有发展性。② 液压式50kN以上的加振力、便宜、运行成本和修理费用高、上限频率和电动型振动台相比比较低、控制难。低频大位移运输试验和大质量试验体低频小速度试验还有点市场。③ 电动型（现在的主流）可以简单的对应任意波形的振动、频率范围广、加速度大。50kN以上设备比液压式贵。※系统构成实物图（带水平滑台的时候还需要油压控制单元）（振动控制仪和前置功放一体化）※振动台体(空冷式)内部简单示意图※动作原理弗莱明左手定则上图，将动圈插入磁束回路的圆形空隙中，下面用空气弹簧固定保持。励磁线圈内通入直流电，在空隙中形成箭头所示的磁场（右手法则），驱动线圈与磁场方向直交。如果在驱动线圈内通入交流电源，动圈就会发生上下振动（弗莱明左手定则）。此时，发生的力和动圈通过的电流成正比。即 F=IBL实际在振动试验机的制作过程中，为了增加磁场效率以及持续稳定振动，各个厂家花费心思，内藏各种部品，并对励磁线圈和动圈的形状等进行各种各样的复杂设计。※振动控制仪振动试验机系统的大脑，振动试验条件输入后，转换成电压电流信号驱动功放，使振动台进行各种振动动作，并对反馈回来的加速度信号进行分析，有效控制振动台的动作。可进行随机振动控制、正弦振动控制、冲击波控制、拍波控制、实测波再现控制、SOS、SOR、ROR控制、多通道多自由度控制、etc.。 ※动圈、励磁线圈※功放（电力增幅器）目的：给振动台提供电力。振动控制仪过来的小信号(±3V)，变成大电压大电流信号（几百伏几百安培），驱动振动台运动。功放趋势：开关式、小型化、高功率、模块化、组合兼容性、省空间、省电等。最近，SiC技术的发展，相信不久的将来功放模块会越来越小。工作原理和音响的功放一样。总结：以上简单介绍了振动试验机系统各个部分的组成，看似简单其实一套好的振动试验系统，涉及到各种技术领域，各厂家都花费大量时间、金钱、精力在设备的研发和制作上。在欧美主要厂家有LDS、UD，日本主要有IMV、EMIC、振研，国内主要有东菱、苏试、希尔等。比较可喜的是，国内厂家现在振动台单台最大推力可以生产到60tonf，已经赶超国外厂家。个人认为20年后，随着国内基础工业和材料的发展，国内生产的振动台在故障性和耐久性上面将有质的飞跃。备注：图片和部分文字等来源于网络，如有侵权，请联系作者本人。

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