淺談模擬環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備發(fā)展趨勢

環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備經(jīng)歷了由單一環(huán)境因素模擬向多環(huán)境因素模擬，從靜態(tài)模擬到動(dòng)態(tài)模擬，由簡單控制到微機(jī)全自動(dòng)控制的發(fā)展過程。目前的發(fā)展方向是“更快、更好、更省”，并呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（1）試件尺寸：從小尺寸向大尺寸、全尺寸方向發(fā)展，試樣從材料向構(gòu)件、整機(jī)發(fā)展；

（2）提高環(huán)境因素模擬精度：如目前模擬太陽輻射的光源主要是氙燈，金屬鹵素?zé)舯M管氙燈和金屬鹵素?zé)舻墓庾V與太陽光譜接近，但光譜上某些點(diǎn)段相差較大。實(shí)踐表明這些差別對(duì)有些材料樣品的試驗(yàn)結(jié)果有影響，國外一些廠家在積極尋找新的光源。另外對(duì)氙燈和金屬鹵素?zé)艄鈴?qiáng)的控制正在由點(diǎn)段控制向全光譜段控制方向發(fā)展。

（3）自然環(huán)境試驗(yàn)從典型環(huán)境向嚴(yán)酷與環(huán)境發(fā)展，向自然環(huán)境加速試驗(yàn)發(fā)展，向?qū)嶒?yàn)室模擬自然環(huán)境加速試驗(yàn)發(fā)展，并開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真技術(shù)。

（4）采用新的控制技術(shù)：大量采用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)，如顯示觸摸屏技術(shù)、PLC技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等。試驗(yàn)過程的檢監(jiān)測技術(shù)已向現(xiàn)場連續(xù)觀察與檢測方向發(fā)展，并對(duì)觀察與檢測結(jié)果實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。

（5）更接近于實(shí)際環(huán)境的綜合箱：如振動(dòng)試驗(yàn)箱已經(jīng)發(fā)展成為三綜合（溫度、濕度、振動(dòng)）、四綜合（溫度、濕度、低氣壓、振動(dòng)）試驗(yàn)箱，并且出現(xiàn)了多維振動(dòng)試驗(yàn)箱；腐蝕試驗(yàn)箱由單一腐蝕試驗(yàn)向循環(huán)腐蝕試驗(yàn)（腐蝕－濕熱－干燥－腐蝕）箱方向發(fā)展。

（6）大型綜合設(shè)備：為適應(yīng)各行各業(yè)的需要，研發(fā)制作大型綜合的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)施，如美國LU軍阿伯丁靶場的兵器環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備能讓車輛在行駛道路條件下，模擬低溫、高溫、濕熱、新風(fēng)等多參數(shù)組合環(huán)境。該設(shè)備有624m3、240m3和252m3三個(gè)環(huán)境試驗(yàn)室，采用多套空氣制冷系統(tǒng)和各自獨(dú)立的電加熱設(shè)備。在大型環(huán)模設(shè)備中成功采用了空氣制冷。該設(shè)備*大試驗(yàn)室空間尺寸為6m×25m×8m（長×寬×高），溫度范圍為71~100℃，相對(duì)濕度可到85×(1±0.05)%RH（≤40℃），模擬的*大太陽輻射強(qiáng)度為1200W/m2，模擬的*大風(fēng)速為35m/s。

（7）重視各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用：發(fā)達(dá)國家以數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)手冊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等集成性成果作為其共享與保護(hù)的手段，同時(shí)為研究、設(shè)計(jì)和技術(shù)改進(jìn)提供了科學(xué)依據(jù)，避免了設(shè)計(jì)的盲目性。美軍在自然環(huán)境試驗(yàn)中，經(jīng)過長期系統(tǒng)的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，出版了腐蝕手冊，開發(fā)了新的耐候材料和產(chǎn)品，并制定了大量的材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。美國制定的各類環(huán)境試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，為世界各國普遍采用，其中不少已成為標(biāo)準(zhǔn)。如美國杰出的《尤利格腐蝕手冊》、《軍工材料與構(gòu)件環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)匯編》等集成性成果已在*推廣應(yīng)用，形成了一種獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了材料與產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)面向全社會(huì)的共享與服務(wù)。日本也十分重視自然環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)共享與保護(hù)。他們大約有40個(gè)大氣環(huán)境試驗(yàn)站，并形成網(wǎng)絡(luò)體系，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析處理，建立共享服務(wù)數(shù)據(jù)庫，面向社會(huì)為國家重點(diǎn)工程、項(xiàng)目研究、材料生產(chǎn)與應(yīng)用部門提供數(shù)據(jù)服務(wù)。英國共有各類大氣暴露場40個(gè)左右，僅鋼鐵研究協(xié)會(huì)就有8個(gè)，其中*大的是卡林頓暴露場。對(duì)于各試驗(yàn)站產(chǎn)生的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們通過環(huán)境數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、測試數(shù)據(jù)數(shù)字化和數(shù)據(jù)匯交格式標(biāo)準(zhǔn)化，建立完善的國家試驗(yàn)站網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以關(guān)鍵材料、通用零部件、核心元器件等基礎(chǔ)產(chǎn)品為對(duì)象，系統(tǒng)積累它們在各類環(huán)境中的環(huán)境因素及環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)，研究其與這些環(huán)境相互作用、性能演變及失效機(jī)理。為環(huán)境嚴(yán)酷度評(píng)估、裝備產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法研究、環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定、數(shù)據(jù)共享等提供技術(shù)支撐和服務(wù)。如英國皇JIA化學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)庫（RCS）等，都通過大型數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有償使用，有力促進(jìn)了數(shù)據(jù)資源的推廣與應(yīng)用。