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分析中國試驗機行業發展前景

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”,除了結構設計、加工工藝等影響因素外,其物理性能也是一個不可或缺的重要因素,試驗機便是用于測量材料物理性能的首選儀器和必備工具。隨著全球科學技術的發展與工業生產要求的提高,曾經“冷僻”的試驗機行業如今已走出“深閨”,日益向人們彰示這一行業的市場潛力與強勁的發展勢頭,有數據顯示,中國試驗機市場銷售總額每年可高達40億人民幣。 
  天辰試驗機市場前景如此大好,但我國試驗機制造企業技術研發投入普遍不足,產品更新速度緩慢,且國內試驗機高端市場一直被國外廠商壟斷。試問我國試驗機企業應如何突破發展瓶頸,打造國產化試驗機品牌,再逐漸進入高端市場,并最終實現整個試驗機行業的良性發展?相信國內眾多的試驗機專家、用戶以及生產企業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動機高溫合金工藝的性能研究,在試驗機的應用開發方面頗有心得,曾參與國家“十一五”規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,就目前國內外試驗機的應用開發、技術進展、國內外產品差距、國內市場現狀、試驗機行業未來發展以及人才培養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,全球高科技飛速發展,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展方向,王春生教授談到,在現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,市場上也日漸出現了各種型號與功能的試驗機產品。從目前各種新型的試驗機來看,試驗機技術的發展方向主要包括“大、小、精”以及“環境模擬”。 
 (1)“大”:近幾年,我國航空航天事業發展很快,諸如導彈、火箭這樣的大型結構件越來越多。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)“環境模擬”:目前,環境模擬技術已成為試驗機技術發展的一個重要方向。隨著工業的發展,材料測試不再局限于力的模擬,對于極端試驗條件下的環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境,以便能更為精準地測試材料的力學性能。 
  試驗機正往更“細”、更“新”的應用領域發展 
  材料性能的研究起始于歐洲工業革命時期,當時主要是利用機械測試設備進行靜態試驗,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、表面與內部缺陷等參數進行力學性能測試和分析研究,可以廣泛地應于在礦企業、計量部門、科研院所的現場和實驗室,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。 
  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:一是結構力學,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、工程結構件等傳統領域的常規材料測試。近幾年,隨著我國經濟的高速發展,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、更新的方向發展。大至飛機、導彈、火箭、衛星等大型結構件,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。單就專業會議而言,國內外每年都會召開規模很大的各種力學會議,如國際斷裂力學會議、疲勞斷裂會議、常規力學會議等。 
  試驗機一直是歐美國家對我國尖端科研課題限制出口的產品,因此,打造我國試驗機民族品牌,增強國產試驗機的市場競爭力顯得尤為重要。面對當前進口產品的競爭,我們期待國內試驗機企業走自己的路,做出屬于我們自己的試驗機來。