玻璃、陶瓷、混凝土等脆性材料是国民经济建设中一类重要的结构材料,但是,由于它的脆性,这类材料也是最容易发生突发事故、最不安全的材料,每年由此而引起的事故给我国国民经济和人民财产安全带来了巨大的损失。因而,脆性材料的安全性越来越引起人们的重视,如何更有效的对脆性材料进行性能测试,尤其是力学性能测试,甚至是构件在服役状态下的在线检测,显得尤为重要和紧迫。本文基于模块化设计思想,研制了一台专门针对脆性材料力学性能测试的多功能脆性材料试验仪,其主要包括机械加载模块、支撑平台、功能模块、测控系统、软件系统等模块,通过对这些模块的不同组合可实现不同的功能及满足不同应用场合要求;系统除了具有测试脆性材料的弹性模量、极限应变、强度、硬度、韧性等常规性能外,还具有无损测试玻璃构件不同位置的局部强度和表面预应力,进而对玻璃构件的安全可靠性和寿命进行预测等功能。本文从设计思想阐述及方案对比入手,并结合本课题的理论背景及设计要求,阐述了总体结构设计方案选择及系统各模块的组成及原理,本文对系统核心的加载模块和支撑平台设计和计算做了重点介绍,特别是对传动系统进行了详细的设计,并对重点部件进行选择和核算,使之满足系统整体要求;其次,通过UG建立了系统实体模型方便了机械系统的设计,并且基于ANSYS对机构中的主要变形部件——底板和传感器支架进行有限元分析,改进了设计结果,使关键部件的刚性满足了系统整体设计要求;此外,通过对声发射监控、敏感位移压痕两个特殊功能模块的进行构建,扩展了试验仪的功能;再次,本文对试验仪的软件系统进行构建和阐述,尤其是对建立在预研理论成果基础之上构建的性能评价及计算分析部分,最终使之成为功能强大,独具特色的软件系统平台。最后,通过对试验仪的标定和试验对比分析,证明整体系统设计达到了设计要求。