万能材料试验机设计开题报告

本科生毕业设计（论文）

开题报告

学生姓名：张庆彬

学号：14030925

班级：140309

专业：机械工程及自动化

指导教师：李凤

开题报告

一、课题介绍:

课题名称：

万能材料试验机CAD

课题背景：

试验机行业是静、动态力学性能试验仪器、试验设备、试验装置和无损检测仪器设备的生产制造业。

试验机行业已有五十多年的发展史，其发源地在我国的东北吉林省长春市。随着各行各业对试验机产品需求的增长，随着我国生产制造水平的不断提高和测试技术的飞速发展，目前生产试验机的公司和企业已遍布全国各地，生产着几百种规格、型号和系列的试验机产品，有的试验机产品已出口到国外，远销到亚洲和欧美市场，具有一定的竞争能力。

试验机行业主要生产制造以下八类产品：

1.金属材料试验机；

2.非金属材料试验机；

3.力与变形测试仪器（力传感器、测力仪、位移传感器、引伸计、加速度计等）；

4.包装件与工艺性能试验机（包括包装件跌落试验机、包装件冲击试验机、摩擦磨损试验机、弯折试验机、校直机等）；

5.平衡机（包括现场平衡仪）；

6.振动台（包括冲击台与碰撞试验台）；

7.无损检测仪器（磁粉探伤机、X射线探伤机、γ射线探伤机、超声探伤仪、涡流探伤仪、声发射检测仪等）；

8.试验机功能附件和与试验机相关的试验仪器与设备。

试验机是试验、检测材料（金属材料、非金属材料）、零部件、构件和结构

的强度、刚度、硬度、弹性、塑性、韧性、延性和表面与内部缺陷的仪器设备、系统或装置。大多数试验机是集机—光—电—液于一体的技术密集型高科技产品，多数产品均属于计量器具。试验机广泛应于用工矿企业、计量、学校的现场和实验室，其应用领域涉及到机械、冶金、建筑、航空、航天、军工、交通、运输、质检、计量、教育、医疗等各行各业。

试验机行业多年来定期和不定期地通过全国试验机标准化技术委员会开展标准化活动；通过国家试验机质量监督检验中心开展质量检验活动；通过中国仪器仪表行业协会试验仪器分会开展行业活动；通过中国仪器仪表学会试验机分会开展学术活动

国外，在工业比较发达的国家中，对于试验机的研制和生产，都是比较重视的。这是因为，材料试验机作为一个基础工业部门，对于工业生产和科研工作有直接的不容忽视的影响。

实际上，对于工业生产和各种工程设计来说，材料试确保各种机器，车辆，船舶和结构物的合理设计与安全运行的重要测试设备。因为，为了既经济又安全可靠地从事各种工程设计，必须根据材料的机械性能选取合适的材料。否则，可能造成浪费，或者导致发生严重的事故。而要获得准确的材料机械性能数据，只有使用材料试验机。

在工业生产特别是军事工业生产中，为了保证产品质量，常常需要对各种材料和零部件或整机进行检定和测试。许多重要性的热处理零部件，如轧钢机的钢辊，机器的主轴和汽车的连杆等，都要百分之百的进行硬度检定。

在冶金工业生产中，随着科学技术的飞速发展，也提出了许多新问题。例如现代技术的发展，需要一些具有特殊性能的，能在高温，低温，高压，高速成以及各种复杂条件下工作的材料，因此必须研制新型材料与合金。钢铁厂生的的钢杰，也需要随时检验。显而易见，所有这些研究和检验工作，离开材料试验机是无法进行的。

近看年来，随着航空，冶金，造船，化工和机械工业生产技术水平的迅速发民法，对金属材料试验提出的要求也越来越高，许多产品的重要的零部件甚至整机，常常需要在各种复杂的情况下进行模拟试验。因此，在材料试验机中不断地采用了一些新技术，例如电液伺服系统，电子计算机等。所有这些新技术的应用，不仅使材料试验机的性能在为提高，而且使材料试验机的结构也随之发生了很大的变化。

近来国外生产的一些万能试验机，四于应用了一些新技术，试验机的性能有所提高，应用范围也有所扩大。这种试验机除了能做拉压，弯，剪切等表态试验外，还可以做蠕变和松弛试验，有的还能做动态试验，测定材料的疲劳极限。

国外生产的万能试验机和拉力试验机，主要分为机械式，液压式和电子式三种。近来电液伺服系统万能试验机后来居上。此外，有时又按其他特征分为高温，低温，大型，微型和自动试验机等。

机械式万能试验机的加荷机械和测力机械一般采用机械传动装置。这种试验机具有足够的精度和稳定性。但负荷能力受到一定限制，最大负荷多在10吨以下。因测力机械的惯性较大，加荷速度受到一定限制。所以，国外一些主要生产厂已经不再生产，有的仅放在次要的地位。

十五期间试验机行业的市场需求量将包含下列几个方面：

一、能源领域

“十五”期间，我国将继续发展一批大型能源工程项目。如30万千瓦和60万千瓦大型火电机组。2010年前，我国将建造百万千瓦级核电站15座左右；三峡水电站机组单机容量为700兆瓦，共24台机组。试验机行业可为承担工程建设任务的汽轮机、锅炉、电机、发电厂和电缆等大型的企业提供配套服务。预计可以提供平衡试验设备、振动试验设备、冲击试验设备及无损检测设备等几十个品种，上百台（套）。还能为能源系统中的大型炼油设备、储能设备及核

电站的安全可靠提供质量监探和故障诊断设备仪器达5000多台，满足率达到80%以上。

二、交通领域

汽车方面：“十五”至2010年，我国汽车工业年产量和总保有量将继续提升。2000年汽车保有量约为1800万－2100万辆，当年汽车需求量为250万－300万辆；2010年保有量约为4400万－5000万辆，当年汽车需求量为550万－650万辆。“九五”期间预算投资1400亿元，到2010年汽车工业将成为国民经济的支柱产业，所以“九五”期间将会更加加大投资。其中，将有相当比例的资金用于建设高水平的国家、行业重点试验室或工程技术中心。如轮胎实验室、整车动力学实验室、材料研究室、实车碰撞实验室，因此必将购置大量的汽车材料、零部件及整车性能试验设备。预计“十五”期间，试验机行业能满足汽车工业发展所需测试仪器和设备将由目前的60%提高到80%左右。另外，为我国“三大三小”轿车生产基地所需测试设备近400个品种1万多台（套）中，可提供整车性能衣零部件在线测试设备约占总需求的50%以上。近些年建立的汽车维修点全国现有14万个，需要增添和购置大量的如轮胎平衡机、尾气排放等必要的检测设备。

铁道运输方面：预计2000年，我国发展内燃摩托车和电力摩托车1500台，客车3400辆，货车3400辆。“十五”期间，我国将大力发展地铁、城市轨道车辆，为解决摩托车发动机、缸套、连杆、活塞等关键工艺需要一批高精度的工艺试验设备。其中，可为轨道桥梁强度试验提供2000吨以上大型结构万能试验机。

航空航天方面：我国的航空航天已发展成为具有一定科技水平和相当规模的产业部门。随着航天航空技术的迅猛发展，对航空航天材料、零部件、整机性能及结构强度的要越来越高。如对耐高温材料陀螺轴、起落架、叶片、叶轮和机翼等结构的安全可靠要求也越来越迫切。因此需要大力发展和提供成套模