热力模拟试验是冶金材料研究的重要手段，在新品开发和工艺优化中起着重要作用，在钢铁材料加工成形方面的许多试验研究课题，都是利用热力模拟实验机完成的，今后新一代钢铁材料的开发研究，仍然离不开热力模拟实验的作用。论文以教育部重点科学技术研究项目“热力模拟实验机研制”、济南钢铁公司与东北大学签订的共同研究合同“多功能热力模拟实验机的研制”、国家自然科学基金科学仪器基础研究专项基金项目“新一代多功能热力模拟实验机研制”等项目为背景，确立了“新一代热力模拟实验技术与装备—MMS-100热力模拟实验机的研制”这一研究课题，进行了具有创新性、工程性、基础性及系统性的研究工作，取得了丰硕的成果。 针对国外某公司在热力模拟实验机领域的绝对垄断状况，因众多专利而形成的技术保护态势，本课题进行了许多创新性工作，冲破了该领域的技术壁垒，拥有了自主知识产权。研制成功的MMS-100热力模拟实验机已经在某钢铁企业运行近两年时间，填补了国内空白，对丰富冶金材料研究手段具有重要意义。 针对热力模拟实验机的复杂性，本课题在确定MMS-100热力模拟实验机的试验功能设计原则和主要性能指标的基础上，对实验机的机械系统、液压系统、加热与冷却系统、气动与真空系统、测量与控制系统进行了原理结构的设计，对一些重要零部件和重要参数进行了选型和计算。 针对常规的热力模拟实验机无法同时实现拉伸、压缩、扭转等实验功能的情况，本课题采用了特殊的机械结构，使MMS-100热力模拟实验机可以在不更换任何部件的情况下，在同一台设备上同时实现拉伸、单道次压缩、多道次压缩及扭转等试验功能，同时可以进行组合连续大变形试验，在一次变形中达到连续大变形的目的，为材料性能的研究开辟了新的方法和手段，在低成本前提下实现了一机多功能效果。 针对MMS-100热力模拟实验机液压系统快速响应和高精度控制的要求，构建了快速响应的液压系统，对该系统进行了系统辨识与仿真，找出了液压系统的传递函数，为提高热力模拟实验机液压控制系统的响应速度和控制精度奠定了良好的基础。 针对直接电阻加热方式因强大的交变电流形成交变电磁场干扰测温热电偶的电位差，而严重影响温度测量精度的问题，提出了加热系统的温度测量策略，即在每周期进行断电采集的基础上，对可控硅的触发时间进行重置，并对采样信号与控制周期进行匹配，有效地解决了该问题。 针对被加热试样的种类、形状、体积不同，加热速度有快有慢，而导致难以精确控制温度的问题，采用了模糊自适应PID控制策略，建立了温度模糊控制器，用模糊控制的方法实现温度PID参数的自动调整，在线应用后取得了很好的温度控制效果。 针对MMS-100热力模拟实验机试验种类繁多，需要适应不同试验条件的问题，采用了试验分类策略，将试验种类分为8大类，其它的试验都可以通过这8大类试验来完成。大大减少了编程的工作量，减少了界面复杂程度。 应用美国NI公司的LabVIEW6i和LabVIEWRT软件进行试验软件的研制，分析了应用该软件进行实时控制编程的策略与注意事项，给出了部分程序与框图；并以部分试验为例，阐述了不同试验的试验设计原理与方法，对如何完成相应试验界面、试验参数输入等进行了详细论述；同时，介绍了在新研制的MMS-100热力模拟实验机上进行的典型的试验、试验结果或曲线。