機械工程測試技術(shù)

王瓊

摘要：改革開放后，隨著經(jīng)濟的騰飛，我國的機械工程也進入快速發(fā)展時期，機械工程是一門涉及利用物理定律為機械系統(tǒng)作分析、設(shè)計、制造及維修的工程學科，其技術(shù)的復雜性和高難度的特點也促使我國相關(guān)的專家和學者們在吸取國外的經(jīng)驗和本國傳統(tǒng)工程機械發(fā)展的基礎(chǔ)上，對其進行積極的探索和改進。下文將著重介紹機械工程測試技術(shù)中的部分要點。

關(guān)鍵詞：機械工程;測試;技術(shù)

引言

測試技術(shù)發(fā)展至今，手段層出不窮，涉及較多的技術(shù)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域都不同程度地推動了測試技術(shù)的發(fā)展，而可靠性試驗方面是未來的一個重要的發(fā)展方向，是推動機械工程的重要手段。

1概述

測試技術(shù)的定義如下：使系統(tǒng)處于某種狀態(tài)下，對系統(tǒng)的狀態(tài)進行測量的一系列技術(shù)。屬于反向工程的一部分。對于某一次具體的測試行為，目的是得到一個或一系列結(jié)果甚至結(jié)論。

測試：測試（measurementandtest）是測量與試驗的概括，是人們借助于一定的裝置，獲取被測對象有相關(guān)信息的過程。測試包含兩方面的含義：一是測量，指的是使用測試裝置通過實驗來獲取被測量的量值;二是試驗，指的是在獲取測量值的基礎(chǔ)上，借助于人、計算機或一些數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)，從被測量中提取被測量對象的有關(guān)信息。

2機械工程測試技術(shù)創(chuàng)新的意義

機械工程測試技術(shù)創(chuàng)新是促進工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此需要提高對技術(shù)創(chuàng)新的重視，這就需要專業(yè)的技術(shù)人員的支持，只有具備專業(yè)的知識基礎(chǔ)與豐富的實踐經(jīng)驗才可以推動創(chuàng)新工作的順利進行。另外，在創(chuàng)新的過程中還要具有自主創(chuàng)新的意識與創(chuàng)新的能力。機械工程技術(shù)創(chuàng)新中需要提高創(chuàng)新的工作效率，這離不開一支專業(yè)優(yōu)秀的創(chuàng)新團隊。在當前我國的市場經(jīng)濟環(huán)境下，經(jīng)濟的發(fā)展促進了各行業(yè)之間激烈的競爭，機械工程行業(yè)也不例外，如何才能尋找到更好的發(fā)展機遇，就需要機械工程企業(yè)提高對創(chuàng)新的重視，利用技術(shù)的發(fā)展，強化企業(yè)的經(jīng)濟實力，拓展團隊人員，培養(yǎng)技術(shù)人員的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新的能力，推動我國機械工程行業(yè)的全面發(fā)展。同時這也將提升自身的經(jīng)濟實力，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益。

3測試技術(shù)涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域

3.1機械振動與噪聲

機械振動是一種特殊形式的機械運動。機器或結(jié)構(gòu)物在其靜平衡位置附近所做的“往復運動”。機械振動與可靠性密切相關(guān)，往往作為可靠性評價的重要指標。機械振動不僅能反映齒輪、軸承、轉(zhuǎn)子、定子等機械部件的故障問題，還可以反映電機等電磁方面的故障問題，所以，機械振動是能夠綜合反映機械設(shè)備狀態(tài)，也是最為常用的一種測試手段。機械振動分為接觸式測量和非接觸式測量，非接觸式測量主要測量的原始信號為振動位移，接觸式測量原始信號一般為振動速度和加速度。非接觸式常用測量原理為電渦流原理，接觸式測量常用壓電式原理，早期的磁電式傳感器已經(jīng)不多見。無論接觸式還是非接觸式，原始信號一般為快變電壓信號，這種信后并非一般模擬量板卡可以采集，采集到的信號也需要快速A/D進行處理。接觸式傳感器還可分為單向傳感器、雙向傳感器以及三向傳感器，其中三向傳感器多用于模態(tài)試驗。

模態(tài)試驗是振動測試中一種測定機械設(shè)備動力學參數(shù)的試驗，與模擬仿真不同，模態(tài)測試不僅可以得到模態(tài)振型和固有頻率，而且還可以得到阻尼比。模態(tài)試驗又可分為靜止模態(tài)試驗和工作模態(tài)試驗，靜止模態(tài)試驗現(xiàn)場測試難度相對較小，也被普遍采用。

事實上，噪聲測試與振動測量原理基本一致，不同的是接收到的是聲音對于麥克風傳感器薄膜的振動信號，進而也轉(zhuǎn)換成電壓信號。測試目的往往為噪聲量級檢定和/或噪聲源識別，噪聲量級檢定評價起來分為聲壓級和聲功率計，前者是測量聲音對大氣所產(chǎn)生的壓力，后者是要考慮被評價設(shè)備的面積因素。由于事實上人耳也是一個濾波器，所以模擬人耳的濾波特點，常用A計權(quán)對原始聲音信號進行濾波處理，因為人耳對低頻不敏感，1000Hz左右才達到與實際聲強的線性關(guān)系，上限截至頻率為200000Hz。噪聲測試也廣泛應(yīng)用于汽車等對舒適度要求較高的領(lǐng)域，在NVH測試方面，除了上面提到的噪聲量級和噪聲源識別的測量外，還要進行聲品質(zhì)測試，也就是不僅僅要研究聲音的大小，還要研究人體對哪種頻率特點的聲音較為接受。

3.2溫度（場）

溫度是機械設(shè)備的重要指標，溫度的高低本身也影響機械狀態(tài)的好壞，許多機械設(shè)備都是需要在適合的溫度下運行才能夠達到最佳的性能和可靠性。特別是金屬零部件都具有隨溫度變化的熱膨脹特性，需要充分利用這些特性。

溫度測量多用的傳感器，如鉑熱電阻和熱電偶，前者為通過測量電阻反映被測物體的溫度，后者通過測量電壓反映被測物體的溫度。都需要二次儀表進行顯示，由于溫度變化往往是一個漸變過程，可以采用帶有記錄功能的溫度測試儀進行測試。

對于復雜機械，可以通過測量溫度場來進行描述，一方面可以通過實際測量了解設(shè)備包括內(nèi)部的溫度分布情況，另一方面，有些不能完全測量的情況下，可以通過外部溫度場測試的結(jié)果作為邊界條件，為模擬仿真提供依據(jù)。

3.3壓力（場）

壓力往往也是機械設(shè)備的重要指標，比如對于壓縮機等產(chǎn)品，壓力指標是重要的特性，比如對于多級壓縮機需要測量各級壓力的分布情況，以驗證壓縮比是否達到預(yù)期設(shè)計要求，如果沒有達到，主要是哪一級或哪幾級的問題。一般采用壓力傳感器即可實現(xiàn)測試。

3.4電參數(shù)測試

電參數(shù)也是機械設(shè)備的重要指標，比如對比電機，三相直流電阻、絕緣性能都需要通過這樣的電參數(shù)進行體現(xiàn)。再比如漏電流這樣的參數(shù)能反映重要的電氣特性，更廣義上，EMC測試也是電參數(shù)測試的一種，越來越得到廣泛重視，電磁兼容性測試包括對外干擾以及能夠耐受的干擾。許多大型制造型企業(yè)，多達擁有數(shù)萬臺的各類設(shè)備，同時工作是必要的要求。

4可靠性試驗

不同于性能指標，可靠性指標是考驗機械設(shè)備的更為重要的指標，是衡量機械設(shè)備的附加值的重要指標。

可靠性是指，元件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在一定時間內(nèi)、在一定條件下無故障地執(zhí)行指定功能的能力或可能性?？煽啃栽囼炇菍Ξa(chǎn)品進行可靠性調(diào)查、分析和評價的一種手段。往往涉及多個技術(shù)領(lǐng)域的考核。試驗結(jié)果將暴露產(chǎn)品開發(fā)的各種缺陷，這些缺陷的出現(xiàn)會引導開發(fā)人員進行DFEMA分析，確定現(xiàn)象與原因之間的關(guān)系，找到控制手段。

為了盡可能縮短試驗周期，也通常采用高加速壽命試驗，提高環(huán)境應(yīng)力篩選的強度;如果期間出現(xiàn)故障，要進行“補課”，也就是改進產(chǎn)品后重復進行試驗。

結(jié)語

機械工程技術(shù)的創(chuàng)新也是促進社會進步的重要基礎(chǔ)條件。通過對技術(shù)的創(chuàng)新提高企業(yè)的生產(chǎn)實力，保證在激烈的市場競爭中不被社會所淘汰。同時，對于機械工程行業(yè)的發(fā)展也起到了推動的效果，為提高社會經(jīng)濟的發(fā)展水平作出重要貢獻。

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