人類(lèi)文明發(fā)展的每一腳步里都刻著材料的痕跡，而材料性能測(cè)試作為人們選取材料的衡 量標(biāo)準(zhǔn)，自是有著非常重要的作用。 試驗(yàn)機(jī)作為一種檢測(cè)材料性能的重要工具是與工業(yè)革命的發(fā)生同時(shí)發(fā)生的，同時(shí)是隨著 工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。時(shí)至今日，伴隨著材料學(xué)、近代物理學(xué)、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的 飛速發(fā)展，材料測(cè)試系統(tǒng)無(wú)不體現(xiàn)著數(shù)字化、智能化的色彩。 1638 年大物理學(xué)家伽利略用施加凈重的方法測(cè)量木頭、金屬的彎曲強(qiáng)度，是有記錄人類(lèi)第 一次用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)方法計(jì)算材料的力學(xué)性能。

1729 年 Musschenbroek 發(fā)明第一臺(tái)材料試驗(yàn)機(jī)，它是根據(jù)杠桿原理制成的，形狀很像一臺(tái) 大秤。

第一臺(tái)材料試驗(yàn)機(jī)（圖 2）

1856 年 Fairbairn 發(fā)明第一臺(tái)高溫力學(xué)性能測(cè)試裝置。

第一臺(tái)高溫力學(xué)性能測(cè)試裝置（圖 3） 以上都是試驗(yàn)機(jī)的初步模型直到 1869 年美國(guó)一位叫奧利森（Tinius Olsen）的工程師發(fā) 明了一臺(tái)杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)。 是機(jī)械式加載，如：美國(guó)早在 1869 年由一位叫奧利森（Tinius Olsen）的工程師發(fā)明了一 臺(tái)杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)并在 1880 年申請(qǐng)了專(zhuān)利，這項(xiàng)專(zhuān)利名稱(chēng)叫“一個(gè)普遍測(cè)試 的機(jī)器”，也就是現(xiàn)在所稱(chēng)的杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)（圖一）。

英國(guó)早在 1880 年生產(chǎn)出杠桿重錘式材料試驗(yàn)機(jī)，其原理也就是采用砝碼加載的形式。 1908 年又生產(chǎn)出螺母、螺桿加載的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，這個(gè)也就是現(xiàn)在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的雛形。 在這些試驗(yàn)機(jī)上可進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn)。

瑞士 AMSLER 公司制造的液壓拉力萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)有一對(duì)拉力夾 持鉗口，利用液壓油缸人力加載，壓力表顯示試驗(yàn)力讀數(shù)，至今這種試驗(yàn)機(jī)仍在生產(chǎn)和使用。

澳大利亞阿德萊德大學(xué)（Uiversity of Adelaide）收藏的理勒兄弟測(cè)試機(jī)械公司 1873 年研 制的臥式拉伸試驗(yàn)機(jī)的資料。 同時(shí)，也存放有一臺(tái)理勒杠桿拉伸試驗(yàn)機(jī)，下圖（圖 7

在美國(guó) Purdue University（普杜大學(xué)）存放的 1893 年理勒公司生產(chǎn)的杠桿式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)， 下圖（圖 8）。

再以后，瑞士 Amsler 公司生產(chǎn)出油缸上置式的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，具有操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、 輸出力大的特點(diǎn)，可完成拉、壓、彎、剪等靜態(tài)試驗(yàn)。這種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)目前仍有使用。 它利用液壓油的壓力對(duì)試件加載。這種試驗(yàn)機(jī)操作方便、作用力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積緊 湊，至今這種試驗(yàn)機(jī)仍在生產(chǎn)和使用。它能進(jìn)行各種靜態(tài)試驗(yàn)，但在加載的過(guò)程中不能進(jìn)行 控制。

隨著工業(yè)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，國(guó)際中漸漸出現(xiàn)了伺服控制技術(shù)及相應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)。

在上世紀(jì)初，伴隨液壓技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的同時(shí)，螺母、螺桿新型式的方式也在快速的發(fā)展中， 1908 年又生產(chǎn)出螺母、螺桿加載的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，這個(gè)也就是現(xiàn)在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的雛形。 在這些試驗(yàn)機(jī)上可進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn)。

1943 年，美國(guó)研制出第 1 臺(tái)位移閉環(huán)控制電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。

在 19 世紀(jì)中期英國(guó)又出現(xiàn)了液壓和電子融合的試驗(yàn)機(jī)。

在中國(guó)，杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)被引進(jìn)大概是在上世紀(jì)初，同濟(jì)大學(xué)建設(shè)初期，引進(jìn)一臺(tái)同 濟(jì)編號(hào)為：440001 的杠桿式拉伸試驗(yàn)機(jī)，目前，存放于同濟(jì)大學(xué)力學(xué)試驗(yàn)中心。這臺(tái)試驗(yàn) 機(jī)上同時(shí)標(biāo)有“RIEHLE BRCXPHILA16494”的小字，通過(guò)檢索，發(fā)現(xiàn)這臺(tái)試驗(yàn)機(jī)是由位于美 國(guó)費(fèi)城的理勒兄弟測(cè)試機(jī)械公司（Riehle Brothers Testing machines Company）生產(chǎn)。

我國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)是由鄧曰謨教授研制的。戰(zhàn)爭(zhēng)中誕生的中國(guó)近代機(jī)械工業(yè)， 從一開(kāi)始就具有半殖民地半封建的特點(diǎn)，中國(guó)民族資本創(chuàng)辦的企業(yè)一直處于帝國(guó)主義、封建 主義和官僚買(mǎi)辦的重壓之下，境況十分艱難。直到 20 世紀(jì)上半葉，中國(guó)的機(jī)械工業(yè)仍然極 為落后，主要的機(jī)器設(shè)備都是依賴(lài)進(jìn)口，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造也大都由洋人把持。鄧曰謨 就是在這種歷史條件下開(kāi)始自己在機(jī)械工程領(lǐng)域的探索和奮斗的。 1930 年，鄧曰謨被聘為北洋大學(xué)教授。南京國(guó)民政府教育部規(guī)定，凡是工科院校必須 建立實(shí)驗(yàn)室。但當(dāng)時(shí)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備幾乎全靠進(jìn)口，且價(jià)格昂貴，如一臺(tái) 50000 磅材料 試驗(yàn)機(jī)需花費(fèi) 15000 多美元，而政府對(duì)學(xué)校的撥款極為有限。為了克服這個(gè)困難，鄧曰謨下 決心自己設(shè)計(jì)、自己制造。1932 年至 1933 年，鄧曰謨依托機(jī)械研究社，經(jīng)過(guò)一系列艱苦試 驗(yàn)，成功地設(shè)計(jì)制造出了材料試驗(yàn)室、水力實(shí)驗(yàn)室的一系列儀器設(shè)備，如油壓試驗(yàn)機(jī)、沖擊 試驗(yàn)機(jī)、水泥拉力機(jī)、流速計(jì)、混流水泵、兩級(jí)水泵、水輪機(jī)等，除了裝備北洋大學(xué)的材料 試驗(yàn)室和水力實(shí)驗(yàn)室外，還供給山東大學(xué)、中山大學(xué)、河南大學(xué)、重慶大學(xué)、焦作工學(xué)院、 河南水利專(zhuān)門(mén)學(xué)校及全國(guó)其他許多高校的有關(guān)實(shí)驗(yàn)室使用。其中 50000 磅材料試驗(yàn)機(jī)為當(dāng)時(shí) 由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)和制造的第一臺(tái)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，（圖八）可以進(jìn)行有關(guān)材料機(jī)械性能的 一系列靜力試驗(yàn)。

解放初期到 20 世紀(jì) 80 年代，國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)基本上由國(guó)營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)，這個(gè)時(shí)期生產(chǎn)的萬(wàn)能 試驗(yàn)機(jī)基本上是以度盤(pán)式動(dòng)擺試驗(yàn)機(jī)(圖九）為主，有少量的采用二極管搭建的伺服控制機(jī) 型。

90 年代初，開(kāi)始有民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)開(kāi)始有數(shù)碼管顯示加載力值的數(shù) 顯萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，隨后，由于電腦的普及，逐漸有屏顯萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，并自動(dòng)畫(huà)出加載曲線（力 ——位移），這個(gè)時(shí)期，開(kāi)始有電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)入到二十一世紀(jì)，隨國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè) 及企業(yè)的改制，有更多的民營(yíng)企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)各類(lèi)試驗(yàn)機(jī)，電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、電子萬(wàn)能試 驗(yàn)機(jī)也更加普及，技術(shù)水平層次差距更大，但也促進(jìn)了試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)入白熱化狀 態(tài)。隨試驗(yàn)項(xiàng)目的增多，有更多地企業(yè)開(kāi)始專(zhuān)注專(zhuān)一、非標(biāo)試驗(yàn)機(jī)。 在 21 世紀(jì)這個(gè)時(shí)期的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)主要以雙空間油缸下置六立柱結(jié)構(gòu)為主的電液伺服萬(wàn) 能試驗(yàn)機(jī)為主。

萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)也更專(zhuān)業(yè)，有很多用戶使用更單一，主要以拉伸功能為主，拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)要 求更準(zhǔn)確，與拉伸項(xiàng)目相關(guān)的數(shù)據(jù)要求更豐富，比如，金屬拉伸過(guò)程中，要求直接求取最大 力下的延伸率等指標(biāo)，要求試樣拉伸過(guò)程中不取引伸計(jì)，等等。像全力測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)的電液 伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，采用單空間結(jié)構(gòu)，雙面平推液壓夾具，這種結(jié)構(gòu)就是以拉伸為主要目的的 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

伴隨著國(guó)家基礎(chǔ)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、十大振興產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)(獨(dú)立的第三方 檢測(cè)機(jī)構(gòu))的發(fā)展，對(duì)新材料、零部件、結(jié)構(gòu)件、整機(jī)整車(chē)和各類(lèi)工程項(xiàng)目的檢測(cè)、試驗(yàn)提 出了新的更多、更高、更復(fù)雜化的需求，這些為試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。