濟南眾標儀器設備有限公司主要生產電子拉力試驗機系列、電子萬能試驗機系列、液壓萬能試驗機系列、木材萬能試驗機系列系列等十多個系列200多種產品。
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    再聊國產試驗機,力學性能試驗設備的挑戰與機遇
     

    一、行業背景 

    試驗機行業是一個傳統而又新型的行業。傳統是因為試驗機是最基礎也最古老的機械設備之一,早在17世紀,伽利略、達芬奇就利用原始的方法,來進行建筑材料的力學性能試驗;中國的試驗機行業起步于解放初期。說這是一個新型產業,是因為隨著新材料的應用和新技術的發展,更高的質量要求不斷地對試驗機提出更精確和更高性能的要求,以獲得更加真實和科學的試驗數據,所以先進的高端試驗機必須應用最新的綜合技術不斷提高創新。

    目前我國高端的力學測試儀器主要依靠進口,而國外的的生產廠家對很多我國科研和新產品開發必需的試驗機設備是禁售的,嚴重制約了我國工業和科技的發展。

        

    二、產品需求分析

    試驗機系統本質上是機械仿真系統,是模仿試驗樣件在實際應用中的工況進行強度或性能試驗。按試驗對象可分為材料試驗機和結構試驗機兩個大類。

    材料試驗機主要適用于金屬、非金屬、復合材料及制品的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂等各種現實中的載荷用試驗標準規定的試樣進行規范的物理性能試驗,試驗標準有GB、ISO、JIS、ASTM和DIN等。該產品廣泛應用于航空航天、石油化工、車輛制造、機械制造、電線電纜、塑料橡膠、紡織、陶瓷、建材、家電、醫療、大專院校、商檢仲裁、技術監督和科研院所等單位。

    結構試驗機一般用于從飛機、車輛,到鞋子及建筑的結構件,如零部件、組件以及整機的性能。結構試驗可以根據行業標準,但更多的是通過模擬結構件的實際受載工況進行強度、耐久性或其它性能試驗。

    試驗機的類型按試驗物理性能要求和方法又可分為靜態強度試驗機和動態疲勞試驗系統。靜態試驗機主要用于獲取或確認材料或結構的彈塑性強度。而動態疲勞試驗系統是機械力學模擬系統用于模擬從材料、零部件、結構件,到整機如飛機、車輛、艦船,到人工心臟瓣膜,人工關節在實際應用中受載和環境(如高低溫, 鹽霧,紫外線)下進行試驗來獲取或確認材料、結構件或整機的耐久性疲勞強度或性能來驗證是否達到設計要求。

    高端試驗機特別是動態疲勞試驗系統是航空航天、軍工等領域的研發與質量控制不可或缺的設備。這類高端試驗機的主要生產廠家幾乎都是歐美的廠家并且是對我國禁售的主要產品。

    三、目前國內市場需開發的產品(卡脖子的產品與技術)

    目前國產力學儀器急需開發的產品包括兩大類別,是個系列的產品,包括:

    第一類:新材料測試需要的設備:

    1、復合材料力學性能表征測試系統。這類測試設備雖然表面看起來和傳統的電子萬能試驗機差不多,但是很多細節遠遠高于普通電子萬能試驗機的要求。在硬件上,必須具備很高的同軸度,才能保證按照試驗方法規定的方向加載。工裝夾具要求非常高的精度與硬度。軟件需要根據試驗標準進行特殊的設計。目前該設備主要由美國Instron和德國Zwick公司主導。

    2、在生物醫藥領域,也是進口高端設備的天下。從骨科、齒科到心臟支架、瓣膜,國產設備都很難滿足相關試驗標準的要求。

    3、另外有些特殊的新材料,需要在高溫、高壓、真空或者腐蝕環境里面測試材料的力學性能,這類專業設備也是進口設備為主。

    第二類:動態試驗機:

    1、應變疲勞系統。應變疲勞應用領域廣泛,包括航空發動機、核電、地面車輛、武器裝備和艦船等領域,是最重要的力學性能指標之一。應變疲勞作為主要的疲勞失效模式之一,受限于技術瓶頸,之前只能采用昂貴的進口設備。目前市場上以MTS的設備為主,MTS受美國政府出口管制的限制,已經不能為我國航空航天、武器裝備等行業提供任何設備。國內大部分的疲勞試驗設備目前只能做普通的應力疲勞試驗。

    2、多軸疲勞系統。包括軸向-扭轉動態雙軸疲勞系統、雙軸雙向、三軸六向疲勞系統、多軸協調加載系統等,這類高端試驗機的主要生產廠家幾乎都是歐美的廠家并且是對我國禁售的主要產品。

    四、 國產設備廠家分析

    由于以前高端試驗機市場長期被進口設備壟斷,國內高端用戶不缺錢,也不考慮購買國產設備。所以國內試驗機企業長期處于中低端市場打價格戰,既沒有能力、也沒有動力去研發高端的試驗設備。中低端市場規模大、風險低,而且隨著工業化4.0的風潮興起,由試驗機和機器人組合的全自動試驗系統需求大增,這個技術風險低(普遍采用德國ABB的機器人)、見效快,所以大家都一窩蜂的去做全自動試驗機,而對高端試驗機的研發根本沒有人沉下心來去踏踏實實的投入。造成的后果就是在高端試驗機領域和國外的差距越來越大。

    這幾年國外高端設備陸續對國內禁售以后,很多客戶改變了觀念,不再一味追求進口高端設備,也給了國內試驗機廠家一些機會。以力試為代表的國內試驗機企業也慢慢聚焦到高端的試驗機的研制開發,并取得了一定的進展。

                          

    五、力試公司做的工作與取得的成果

    經過多年的技術積累,力試科儀的團隊已經掌握了高端試驗機生產的關鍵核心技術!

    力試的核心技術:

    1、先進的控制技術,可以進行應變控制的靜態和動態試驗;

    2、領先的測量技術,特別是高溫應變測量、非接觸應變測量技術,填補了國內空白;

    3、領先的軟件技術,各種專業的先進復合材料試驗軟件包,疲勞和斷裂力學軟件包,彈性體試驗軟件等等;

    4、超高溫、超低溫的環境模擬能力,完全替代國外禁售的測試方案,為民族工業和國防科研助力!

    5、具有多軸協調加載的解決方案能力,目前是國內唯一一家具備多軸協調加載輔助系統解決方案的公司!

    6、針對不同行業市場設計的專業的檢測設備,集成度高的工業化產品,交鑰匙工程的解決方案!

    近幾年隨著中美貿易戰,大量的客戶無法購買到滿足他們試驗需求的進口設備。濟南眾標迎難而上,為中國航空材料研究院、中國航空制造研究院、中國飛機強度研究所以及西北工業大學、南京航空航天大學等大量的客戶研發了大量他們急需的高端測試設備,解決了被進口設備卡脖子的問題!


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