进入21世纪，现代科学技术飞跃发展。材料技术、能源技术、信息技术成为现代人类文明的三大支柱。现在，世界上已有传统材料数十万种，并且大棚钢管新材料的品种正以每年大约5%的速度在增长。多种多样的金属材料、高分子材料、无机非金属材料和复合材料给社会生产和人们生活带来了巨大的变化。在工程材料的研究和应用方面，传统钢铁材料不断扩大品种规模，不断提高质量并降低成本，在冶炼、浇铸、加工和热处理等工艺上不断革新，出现了炉外精炼、连铸连轧、控制轧制等新工艺，微合金钢、低合金高强度钢、双相钢等新钢种不断涌现；在非铁金属及其合金方面，出现了高纯高韧铝合金、高温铝合金、高强高韧和高温钛合金，先进的镍基、铁基、铬基高温合金难熔金属合金及稀有金属合金等；快速冷凝金属非晶和微晶材料、纳米金属材料、定向凝固柱晶和单晶合金等许多新型高性能金属材料和磁性材料、形状记忆合金等功能材料也层出不穷。在机械加工工艺方面，各种特种加工和特种处理工艺方法也日益繁多。传统的大棚钢管制造工艺过程正在发生变化，如铸造、压力加工焊接、热处理、胶接、切削加工、表面处理等生产环节采用高效专用设备和先进工艺，普遍实行工艺专业化和机械生产自动化；为适应产品更新换代周期短、品种规格多样化的需要，高效柔性加工系统获得迅速发展；计算机集成制造系统把计算机辅助设计系统（CAD）、计算机辅助制造系统（CAM）与生产管理信息系统（Ms）综合成一个有机整体，实现了机械制造过程高度自动化，极大地提高了劳动生产率和社会经济效益。

        这是21世纪制造业的发展方向。机电产品是由种类繁多、性能各异的工程材料通过加工制成的零件所构成的工程材料一般可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等几大类。其中金属材料是工程材料中应用最广泛的一类，它分为黑色金属和有色金属两种类型。金属材料的性能是指用来表征材料在给定外界条件下的行为参量，通常包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料为了保证零件、工程构件或工具等的正常工作，材料所应具备的性能，包括力学、物理、化学等方面的性能，它决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命等。工艺性能是指金属材料在被制成各种零件、构件和工具的过程中，材料适应各种冷、热加工的性能，主要包括铸造、锻压、焊接、切削加工、热处理等方面的性能，它决定材料是否易于加工或如何进行加工等。金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，这种外力称为载荷。

        根据载荷性质、大棚钢管受力情况可分为静载荷和动载荷两类。（1）静载荷是指大小不变或变动缓慢的载荷，如机床床头箱对床身的压力、钢索的拉力等。（2）动载荷包括冲击载荷和交变载荷，如空气锤錘杄所受的冲击力，齿轮、曲轴、弹簧等零件所承受的大小与方向是随时间而变化的载荷等。当金属材料受到载荷作用时，它会引起零部件形状和尺寸的变化，这种变化称为变形，包括弹性变形和塑性变形，当变形超过某限度时，就会导致断裂。（1）弹性变形是指金属材料的变形随着载荷的作用而产生，随着载荷的去除而消失的现象。（2）塑性变形是指金属材料的变形随着载荷的作用而产生，随着载荷的去除不能完全消除的变形。强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。由于所受载荷的形式不同，金属材料的强度可分为抗拉强度、抗压强度抗弯强度、抗扭强度、抗剪强度等，各种强度之间有一定的联系。般情况下，多以静载荷作用下抗拉强度作为判别金属强度高低的基本指标。抗拉强度是通过拉伸试验测定的。拉伸试验的方法是用静拉伸力对标准试样进行轴向拉伸，同时连续测量力和相应的伸长，直至断裂。根据测得的数据，即可求出有关的力学性能。