液压万能试验机开题报告
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目: 液压万能试验机设计
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1课题研究目的和意义
本课题研究的内容液压万能试验机，试验机广义的说就是一种产品或材料在投入使用前，对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。从定义可以看出，凡是对于质量或性能进行验证的仪器都可以叫做试验机，但往往有时也叫做检测仪、测定仪、拉力机、检测设备、测试仪等诸如此类的名。我国试验机行业发展至今已有60年，从最初的以仿制国外产品，生产技术含量较低的机械液压式的万能试验机及其附具、硬度计、摩擦磨损试验机、机械式振动台、动平衡机、A扫超声波探伤仪、X射线探伤仪等产品，到如今的像高精度试验机进军，从静态试验机向动态试验机发展，取得了众多成果。
目前我国试验机技术得到迅猛发展，在测量技术、控制技术、计算机应用技术、DSP技术、全数字化技术等领域取得突破性进展，这也促使我国电子万能试验机、微机控制液压万能试验机、电液伺服动静万能试验机、高频疲劳试验机、动平衡机、大吨位电动振动台以及硬度计等产品有了进一步提升和发展。此外，多通道、多自由度协调加载的力学性能测试系统和实际工况模拟试验系统的开也促使新产品更多的诞生，这些都为我国试验机产业发展起到了推动作用。 液压机按照力学性能试验可分为动态试验机和静态试验机：静态力学性能测试设备的关键技术实现了突破。主要体现在电子万能试验机、微机控制液压万能试验机的控制技术方面实现了重大突破。基于微处理器技术、基于DSP技术的国产控制器全面装备了电子万能试验机和液压万能试验机；动态力学性能测试设备的关键技术有较大提高。基于DSP技术的电液伺服动静试验机控制器的研制成功、基于全数字化技术的高频疲劳试验机等产品的投入市场标志着国产动态力学性能测试设备的关键技术有了较大的提高。
2文献综述
液压万能试验机是现代电子技术与机械传动技术现结合的产物，是充分发挥各自特长而构成的大型精密测量仪器，可对各种材料（金属、非金属、复合材料及制品）进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点，工作性可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。主要用于建材、冶金、科研单位、高等院校和质量检测部门，分为度盘式（度盘显示，行业内称为A 型机，又叫老型机）、数显式（液晶显示）、屏显式(电脑显示)、微机控制（全自动），行业内称为B 型机、C 型机和D 型机，通称为新型机。
2.1液压万能试验机的国内外研究现状及发展趋势
2.1.1 国内外液压万能试验机的发展
我国试验机制造业自建国以来，从无到有，不断发展壮大，已经走过了八十年的历程。解放前的旧中国几乎没有专业生产试验机产品的企业，更谈不上形成一个试验机制造产业。计划经济体制时期1949-1979年，在这30年间我国试验机的主要生产厂家有30家左右，生产规模较小，产品以仿制国外产品为主。我国试验机行业的自主崛起和发展减轻了西方国家对我国技术封锁所产生的影响，对我国国民经济建设和国防事业的发展起到并发挥了积极的促进保障作用”。新中国建立后受到了以美国为首的西方国家经济技术的封锁。为摆脱西方国家的封锁，加快我国经济技术和国防工业发展的步伐， 1949年10月20日，我国第一个试验机专业生产厂家———长春仪器厂（长春材料试验机厂）诞生，标志着我国试验机制造业的开始。1959年3月，经国家有关部门批准，第一机械工业部材料试验机研究所在长春成立，标志着我国开始独立自主地开展试验机制造技术与产品的研发。
“由于市场经济体制的作用和现代工业技术的快速发展，我国试验机行业也获得了快速的发展，目前，我国拥有一个世界上试验机企业数量最多的企业集群。该企业集群所提供的试验机基本可以满足国内对中低档次产品的市场需求，个别产品的性价比已接近或达到国际领先水平。
英国早在1880年已生产了杠杆重锤式材料试验机，在1908年又生产螺母、螺杆加载的万能试验机。这些试验机可进行材料的拉伸、压缩、弯曲和扭转等试验，但它们的结构复杂、体积庞大、操作繁琐，只能进行静态试验，目前已被淘汰，约在90年前，瑞士的Amsier公司开发了液压万能试验机.它利用液压油的压力对试件加载。这种试验机操作方便、作用力大、结构简单、体积紧凑，至今这种试验机仍在生产和使用。它能进行各种静态试验，但在加载的过程中不能进行控制。在加载情况不同时所测得的数据将有差别。因此，目前国际上和我国的试验标准都规定了试验时需在恒速率、恒负载速率和恒变形速率控制下进行试验，在这种情况下，原有的液压万能试验机已面临更新换代的命运。国外已开发了在它原有的基础上增加电液控制部分的电液控制液压万能试验机。这种试验机能满足试验标准所规定的要求。国内各试验机厂也正在积极进行开发。
国产试验机与国外产品相比，在技术水平上仍然存在很大的差距。在静态试验机方面，国产试验机在精度等一般性指标方面与国外产品相比差距不大。如电子万能试验机是结合机械、电子和传感器技术于一体的'精密测量仪器，电子万能
试验机在社会生产中的应用不断普及，由于其具有准确度高，功能强大，操作方便等优点，在中小力值测量范围内逐渐代替了传统的机械式和液压式试验机。而在动态试验机方面.现阶段我国试验技术已从静力学试验阶段过渡到动力学试验阶段，少数试验技术已进入到动载与环境综合模拟试验技术阶段。济南试验机厂引进日本岛津先进技术合作生产的wAw一Y500型微机控制电液伺服万能试验机采用传感、伺服、数显、微机控制等多项先进技术,具有等速率试验力控制、等速率应变控制、等速率行程控制等多种控制模式和故障诊断功能并可以显示、打印试验结果、描绘试验曲线,完全符合《GB228一87金属材料拉仲试验方法》的各种实验要求,是目前世界上最先进的液压万能试验机,是我国替代进口产品,填补了国内空白。
2.1.2 液压万能试验机的发展趋势及应用
伴随着国家基础战略产业、十大振兴产业、新兴产业和现代制造服务业(独立的第三方检测机构)的发展，对新材料、零部件、结构件、整机整车和各类工程项目的检测、试验提出了新的更多、更高、更复杂化的需求，这些为试验机行业的发展带来了新的机遇。未来试验技术的发展趋势;
(1)静态试验机的测量技术、控制技术、计算机应用技术取得了重大突破，且电子万能试验机、微机控制液压万能试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平，部分产品的性价比优于国外同类产品;
(2)基于DSP技术的电液伺服动静万能试验机、基于全数字化技术的高频疲劳试验机等产品已投放市场，标志着国产动态试验机的关键技术有了较大的提高;
(3)多通道、多自由度协调加载的力学性能测试系统和实际工况模拟试验系统的开发有较快的进展，有些产品已开始投放国内市场;
(4)动平衡机的测量控制技术进步很快，性能指标和稳定性都有明显提高，国产全自动去重平衡机已批量投放国内市场;
(5)大吨位电动振动台已达到国际同类产品的先进水平;
(6)硬度计的测量控制显示技术有了明显的进展，里氏硬度机计等产品在国际市场上也占据了很大的份额。
伴随着试验技术的发展趋势，未来我国试验机产品的发展会朝着功能模块化、系列化、共用化方向发展;朝着特种、专业化方向发展;朝着准确模拟各种特殊环境、模拟实际工况的方向发展，以便提供更接近特殊环境和实际工况的综合、复杂的试验条件;朝着自动化、智能化、网络化的方向发展;试验机的应用软件会朝着可扩展、可升级、个性化的方向发展，从一定意义上来看，未来试验系统功
能的优劣会在其系统的应用软件方面更多的表现出来。近年来电子万能试验机、电液伺服试验机、高频疲劳试验机、数显硬度计等电子式、数字式以及汽车、航空航天专用破坏性和非破坏性设备需求愈来愈大。今后试验机面临微机化、智能化、数字化、多功能化、机电一体化产品市场份额的比重将会明显增大，专用产品、各种在线检测、质量控制等成套设备的需求量将会大幅度攀升。
2.2 液压万能试验机的介绍
2.2.1液压万能试验机的工作原理
本设计的液压式万能试验机是由主体和测力计两部分组成。
1) 主体部分：主机主要有底座、工作台、立柱、丝杠、移动横梁、中横梁以及上横梁组成。其中移动横梁上部安装有下钳口,下部安装有上压力板,上横梁下部安装有上钳口，工作台、上横梁通过四根立柱连接,构成一刚性框架。丝杠的驱动机构由驱动电机、链轮、链条组成。两根支柱用螺帽固定在机座上，其上端固定于上横梁上，另外两根立柱分别固定中横梁和工作台面上，此两立柱支持一个试样装夹空间，便于拉、压、弯等试验。当油泵输出的油液使工作活塞上升时，试台随即上升，试台托起两立柱和上横梁一起上升，上横梁和中横梁上分别有上钳口和下钳口，中间横梁的上升和下降主要靠两立柱的螺杆转动来升降。由丝杆转动带动横梁上下移动，升降控制按钮上有“上”、“下”字样。
2）测力系统采用液压摆锤测力机构，它与示值机构一起组成测力系统。它通过测力油缸和测力活塞来进行测力。当工作油缸的压力油进入测力油缸时，推动测力活塞下移，此时顶块，承压轴及连杆轴座一起被推动而下移，再经两条拉杆使摆杆轴座产生转动，因而装在摆杆轴上的摆杆也被扬起产生转角。摆杆轴上产生的扭力矩将由摆杆末端的重铊（A、B、C）予以平衡，而当摆杆轴座转动的同时，通过推板推动蜗杆水平移动，这时蜗杆带动蜗轮旋转，指针便在度盘上指示出一定的数值。
2.2.2 液压万能试验机的应用领域：
改革开放以来，尤其是在(1995-2010)期间，国产试验机产品的技术水平也有了很大的提升，产品的质量有了明显的改善，产品的品种得到了快速发展，产品的应用也几乎覆盖了现代工程科学理论研究和工程性能试验的各个领域。
液压万能试验机在试验对象方面已经从材料、零部件扩展到整机、整车、系统、重大设施和各类工程项目;在试验空间方面，从科研机构、大专院校的实验室扩展到企业的中心实验室、质检部门、生产现场、工程项目的施工现场，甚至扩展到大气层外的宇宙空间;在试验方式方面，从单个试样离散方式扩展到批量。