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振動試驗設備行業(yè)市場概況、發(fā)展歷程及市場前景
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-08-27

（1）振動試驗設備行業(yè)概況

振動試驗是指在結構（飛機、船體、電子器件、建筑、橋梁、土木工程等）試驗對象（局部或整體、實物或模型）上使用儀器設備和工具，以各種試驗技術為手段，在荷載（重力、機械擾動力、地震力、風力等）或其他因素（溫度、變形）作用下，通過量測與結構工作性能有關的各種參數(shù)（變形、撓度、應變、振幅、頻率等），從強度（穩(wěn)定）、剛度和抗裂性以及結構實際破壞形態(tài)等方面判明結構的實際工作性能，估計結構的承載能力，確定結構對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結構的計算理論。

結構試驗能夠為產(chǎn)品設計者和制造廠商提供參考和提出改進措施，進而改進產(chǎn)品設計、提升產(chǎn)品性能，保證產(chǎn)品的各項指標達到設計要求。

振動試驗設備是實現(xiàn)結構試驗的一種核心手段，是一種通過向機械系統(tǒng)施加可控制并可再現(xiàn)的機械振動，從而對試驗數(shù)據(jù)進行采集和分析的裝置。振動試驗系統(tǒng)根據(jù)其激振力產(chǎn)生的方式不同，主要可分為機械式、電動式及液壓式三種。其中，液壓式振動試驗系統(tǒng)具備出力高、位移大的特點，主要應用于重型結構或設備的振動試驗。

機械式振動設備由于振動頻率范圍比較小、波形失真大、不能采用反饋控制，目前多應用于低端市場；電動式振動設備的優(yōu)點是工作頻率范圍大、波形失真小、控制方便、可以采用反饋控制實現(xiàn)定值振動和隨機振動，但缺點是單臺的激振力及振幅不夠大，在大位移、大激振力的情況下，臺體的體積也要大大增大，同時還需要冷卻系統(tǒng)，更增加了系統(tǒng)的復雜性，價格較貴，維修復雜；

電液式振動設備的優(yōu)點是輸出的激振力大、承載能力大、振幅大，經(jīng)濟效益強、工作頻率的下限可以達到零赫茲，另外單位體積的激振力大，體積比較小，臺面沒有磁場影響，因此在如航空航天及國防工業(yè)大型結構件試驗檢測、海上和地面運輸工具環(huán)境檢測、橋梁、房屋等大型結構地震模擬檢測、大型機械設備產(chǎn)品耐久性檢測等方面有著巨大的應用優(yōu)勢。

（2）振動試驗設備發(fā)展歷程

萌芽階段（20 世紀 40 年代以后）：在二次世界大戰(zhàn)中，戰(zhàn)斗機等多種軍用設備因受振動而造成損壞的現(xiàn)象引起重視之后，為了更好地對以軍用設備為代表的工業(yè)產(chǎn)品進行可靠性檢驗，20 世紀 40 年代人們開始引入振動試驗，模擬產(chǎn)品的真實振動環(huán)境。

發(fā)展階段（20 世紀 50 年代以后）：振動環(huán)境試驗理論和方法逐漸完善，振動試驗方式也由傳統(tǒng)的單軸振動試驗系統(tǒng)向多軸振動試驗系統(tǒng)發(fā)展。20 世紀 50年代，SERVOTEST 公司創(chuàng)立，從事控制器的開發(fā)設計，之后陸續(xù)經(jīng)歷過作動器設計生產(chǎn)制造、控制系統(tǒng)軟硬件設計制造、振動臺系統(tǒng)設計、集成及制造、升級等階段。20 世紀 60 年代，美國加州大學伯克利分校建成了世界第一臺電液振動臺。在此之后以歐美為代表的發(fā)達國家研制出可實現(xiàn)多軸同步或非同步振動的多軸試驗系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，并推出一些商業(yè)化的產(chǎn)品。

成熟階段（21 世紀以來）：隨著被試驗產(chǎn)品的復雜性越來越高，擬真度越來越高。隨著行業(yè)對振動試驗深度研究的開展，振動試驗逐步從單一的正弦定頻試驗、正弦掃頻試驗、隨機振動試驗、逐步增加若干變量和近似模擬仿真，開發(fā)出了包括正弦加隨機振動試驗、隨機加隨機振動試驗、諧振搜索、沖擊響應譜試驗、瞬態(tài)時間歷程復現(xiàn)振動試驗及長時間歷程復現(xiàn)振動試驗等。越來越多的試驗方式能夠更真實地模擬實際的振動環(huán)境，這也為各行業(yè)在設計及驗證產(chǎn)品和工程結構帶來有力支持。

（3）振動試驗設備行業(yè)市場空間廣闊

全球液壓市場步入成熟階段，近年來全球液壓件市場規(guī)模穩(wěn)中有升。據(jù)國際流體動力統(tǒng)計委員會數(shù)據(jù)，預計 2022 年全球液壓市場規(guī)模 306.82 億歐元，其中中國市場約 112.04 億歐元，同比增長 5.20%，市場份額從 2016 年的 28.26%提升至 2022 年的 36.52%，為全球液壓行業(yè)第二大市場。液壓行業(yè)的市場規(guī)模與一國經(jīng)濟總量和工業(yè)化水平高度相關，美國、中國、日本、德國、法國是全球液壓銷售的前五位國家，近幾年來看，美國、中國、歐洲的液壓市場呈現(xiàn)穩(wěn)步擴張趨勢。

但是參考競爭對手美國 MTS 公司披露信息，在美國 MTS 公司的測試試驗及仿真業(yè)務板塊中，其預測地面車輛、結構及材料試驗三個高端電液伺服試驗設備的細分板塊 2019 年全球市場規(guī)模分別為 9 億美元、3 億美元及 9 億美元，預測對應年增速分別為 4%、3%及 3%。

同時，根據(jù)蘇試試驗招股說明書披露信息，2015 年我國振動試驗設備市場中國內廠商生產(chǎn)的振動試驗設備銷售額約為 48 億元，上述統(tǒng)計口徑包括了電動振動試驗設備、液壓振動試驗設備、高加速壽命試驗和應力篩選系統(tǒng)以及高端、復雜振動試驗系統(tǒng)等，其中振動試驗設備的總市場需求中，液壓振動試驗設備約占總市場容量的 44%，電動振動試驗設備約占 39%。

參考 2016-2023 年我國研究與試驗發(fā)展經(jīng)費支出復合增長率 11.35%，假設我國振動試驗設備市場規(guī)模2016-2023 年復合增長率為 11%，由此估算目前我國振動試驗設備市場規(guī)模約為110 億元，其中液壓振動試驗設備市場規(guī)模約為 40-50 億元（按照前述美國 MTS公司數(shù)據(jù)測算的全球市場規(guī)模，國內市場規(guī)模約占四分之一左右）。

與此同時，我國振動試驗設備市場整體上處于快速發(fā)展期。一方面隨著國家財政科研支出的不斷增長、我國工業(yè)制造水平的整體產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)研發(fā)投入增加，以及國家對航空航天、軌道交通等與國民經(jīng)濟密切相關的戰(zhàn)略性行業(yè)的大力發(fā)展，振動試驗設備的需求穩(wěn)步提升；另一方面，由于行業(yè)具有較高的進入壁壘，行業(yè)內的高端設備供應商數(shù)量及總產(chǎn)能較為有限，高端設備市場份額主要集中在國際知名廠商和包括博科測試在內的少數(shù)國內廠商。

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