微机控制电子万能试验机在航空航天领域的应用

一、微机控制电子万能试验机概述

微机控制电子万能试验机是一种先进的测试设备，它融合了多种先进技术。采用日本松下交流伺服电动机和交流伺服调速系统作为动力源，保证了动力输出的稳定与精确。同时，运用先进的芯片集成技术，以及专业设计的数据采集放大和控制系统，实现了试验力、变形的放大、A/D转换过程控制和显示的全数字化调整。

这种试验机具有多种功能特点，其软件平台如VC + 锦程可运行于WINDOWS98/2000/XP系统下，是独立安装软件。它用途广泛，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离、低周循环、蠕变等试验。一台设备还可同时标定多个传感器，扩展了测试范围，全量程不分档，可支持传感器满负荷的0.2% - 100%。此外，它还能选择应力 - 应变、力 - 伸长、力 - 时间、力 - 应变、强度 - 时间等多种曲线，可将一组试验的曲线进行多种颜色叠加对比，对试验曲线上的任意一段进行区域放大分析，并且能对试验数据进行编辑修改，灵活适用。试验条件及测试结果等数据可自动存储，试验报告格式也灵活可变，适用于不同用户的不同要求，还能对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定。

二、航空航天领域材料特性及测试需求

航空航天领域所使用的材料具有独特的特性。一方面，这些材料需要具备高强度，以承受飞行器在飞行过程中所面临的巨大压力和拉力。例如，飞机机翼在起飞和飞行时，会受到空气动力的作用，材料必须有足够的强度来保证机翼的结构完整性。另一方面，材料要具备低密度的特点，以减轻飞行器的自重，提高燃油效率和飞行性能。像航天器在进入太空时，每减少一公斤的重量，都能节省大量的燃料和发射成本。同时，材料还需要有良好的耐高温、耐腐蚀性能，因为飞行器在大气层中飞行时，与空气摩擦会产生高温，而在太空中则要面临各种宇宙射线和空间环境的腐蚀。

基于这些特性，航空航天材料的测试需求十分严格。需要精确测试材料的拉伸强度、抗压强度、屈服强度、弹性模量等力学性能指标，以确保材料能够满足实际使用的要求。例如，在飞机发动机叶片的制造中，需要准确知道叶片材料的疲劳强度，因为发动机叶片在高速旋转过程中会承受反复的应力作用，如果材料的疲劳强度不足，就容易发生断裂，从而引发严重的安全事故。

三、微机控制电子万能试验机在航空航天材料力学性能测试中的应用

拉伸试验

在航空航天领域，拉伸试验是一项非常重要的测试项目。许多航空航天部件，如飞机的起落架、机翼的主梁等，在实际使用中会受到拉伸力的作用。微机控制电子万能试验机可以精确地对这些部件所使用的材料进行拉伸试验。它能够按照GB、JIS、ASTM、DIN、ISO等标准自动求取最大试验力值、断裂力值、抗拉强度等试验数据。通过拉伸试验，可以了解材料在拉伸过程中的力学性能变化，判断材料是否符合设计要求。例如，对于铝合金材料制成的飞机部件，通过拉伸试验可以确定其抗拉强度是否达到规定的数值，如果未达到，就需要调整材料的成分或制造工艺。

压缩试验

航空航天结构中的一些部件，如机身的支柱、航天器的舱体等，会承受压缩力。微机控制电子万能试验机可以对这些部件的材料进行压缩试验，获取材料的抗压强度等性能指标。在压缩试验过程中，试验机能够精确控制加载速度和压力大小，模拟部件在实际使用中的受力情况。通过压缩试验，可以发现材料在压缩过程中是否会出现变形、失稳等问题，从而为材料的选择和结构设计提供依据。例如，在设计航天器的舱体时，通过对不同材料进行压缩试验，选择抗压性能最好的材料，以确保舱体在发射和太空飞行过程中能够承受巨大的压力。

弯曲试验

航空航天领域中的一些部件，如飞机的机翼、尾翼等，在飞行过程中会受到弯曲力的作用。微机控制电子万能试验机可以对这些部件的材料进行弯曲试验，测量材料的弯曲强度和弯曲弹性模量等性能指标。弯曲试验可以模拟部件在实际使用中的弯曲受力情况，帮助工程师了解材料在弯曲状态下的力学性能。例如，在设计飞机机翼时，通过对机翼材料进行弯曲试验，确保机翼在飞行过程中不会因为弯曲力而发生损坏，保证飞行安全。

四、微机控制电子万能试验机在航空航天零部件质量检测中的应用

原材料质量检测

航空航天零部件的质量直接关系到飞行器的安全和性能，而原材料的质量是零部件质量的基础。微机控制电子万能试验机可以对航空航天用的各种原材料，如金属、非金属及复合材料等进行力学性能检测。通过对原材料进行拉伸、压缩、弯曲等试验，检测其强度、硬度、韧性等性能指标是否符合标准要求。例如，对于用于制造发动机叶片的高温合金材料，通过试验机检测其在高温环境下的力学性能，确保原材料的质量符合发动机的工作要求。

成品零部件性能检测

除了对原材料进行检测外，微机控制电子万能试验机还可以对航空航天成品零部件进行性能检测。对于飞机的起落架、航天器的对接机构等关键零部件，通过试验机对其进行模拟实际工况的力学性能测试。例如，对起落架进行拉伸、压缩和疲劳试验，检测其在不同工况下的承载能力和疲劳寿命，确保零部件在实际使用中能够安全可靠地工作。

五、微机控制电子万能试验机在航空航天新材料研发中的应用

助力新材料性能评估

在航空航天领域，不断研发新型材料是提高飞行器性能的关键。微机控制电子万能试验机可以对研发出的新材料进行全面的力学性能评估。通过对新材料进行各种试验，如拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验，获取新材料的强度、模量、韧性等性能指标。这些数据可以帮助科研人员了解新材料的性能特点，判断其是否适合在航空航天领域应用。例如，研发一种新型碳纤维复合材料，通过试验机测试其拉伸强度和弹性模量，与传统材料进行对比，评估其在航空航天结构中的应用潜力。

推动新材料改进与优化

在新材料研发过程中，微机控制电子万能试验机的测试结果可以为材料的改进和优化提供依据。如果测试结果显示新材料的某些性能指标不符合要求，科研人员可以根据试验机提供的数据，调整材料的成分、制造工艺等参数，再次进行测试，直到达到满意的性能指标。例如，在研发新型铝合金材料时，通过试验机发现材料的强度不足，科研人员可以通过调整合金元素的含量、改变热处理工艺等方法来提高材料的强度，然后再次使用试验机进行测试，验证改进效果。

六、微机控制电子万能试验机在航空航天领域应用的优势与发展趋势

优势

微机控制电子万能试验机在航空航天领域具有诸多优势。它具有高精度的测量和控制能力，能够精确地测量试验力、变形等参数，保证测试结果的准确性和可靠性。其宽广的加载速度和测力范围，可以满足不同航空航天材料和零部件的测试需求。同时，试验机的全数字化调整和灵活的数据处理功能，使得测试过程更加便捷高效，能够快速准确地获取所需的试验数据。此外，试验机还可以进行多种曲线的选择和对比分析，帮助工程师更好地理解材料和零部件的力学性能。

发展趋势

随着航空航天技术的不断发展，微机控制电子万能试验机也呈现出一些发展趋势。一方面，试验机的精度和性能将不断提高，能够满足更高要求的航空航天材料和零部件的测试需求。例如，未来可能会出现能够在更高温度、更高压力等极端环境下进行测试的试验机。另一方面，试验机将与计算机技术、自动化技术等深度融合，实现测试过程的自动化和智能化。例如，通过人工智能算法对试验数据进行分析和处理，自动判断材料和零部件的性能是否合格，提高测试效率和准确性。此外，试验机的多功能化也是一个发展趋势，未来的试验机可能会集成更多的测试功能，能够对航空航天材料和零部件进行更全面的性能测试。