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TZSZ-30B微機(jī)控制電氣伺服土工真三軸試驗(yàn)機(jī)

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

一、簡(jiǎn)介本機(jī)是依據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程JTG3430—2020》和《土工試驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)》,綜合國(guó)內(nèi)外已有的研究資料,采用伺服電機(jī)加載技術(shù)、測(cè)量控制器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)的,主要用于測(cè)試土壤在真實(shí)的三向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變滲流耦合試驗(yàn)

詳細(xì)介紹

一、簡(jiǎn)介

本機(jī)是依據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程 JTG 3430—2020》和《土工試驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)》,綜合國(guó)內(nèi)外已有的研究資料,采用伺服電機(jī)加載技術(shù)、測(cè)量控制器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)的,主要用于測(cè)試土壤在真實(shí)的三向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變滲流耦合試驗(yàn)。

系統(tǒng)由伺服電機(jī)控制的主機(jī)(伺服中、小主應(yīng)力加載的壓力室)、測(cè)量控制系統(tǒng)(多通道閉環(huán)測(cè)控儀及小、中、大壓力傳感器、孔壓反壓傳感器、體變傳感器)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成;微機(jī)與多通道閉環(huán)測(cè)控儀相聯(lián),可對(duì)整個(gè)過程實(shí)行全自動(dòng)控制。

本機(jī)特點(diǎn):

1、試樣σ2方向傳力板采用復(fù)合板,它可以隨試樣軸向變形而壓縮,確保試樣邊界的完好??朔藙傂园宄叽绫仨毐仍嚇拥某叽缧。撓拗茖?dǎo)致試樣受力不均的缺點(diǎn);也克服了柔性加壓 使試樣邊界不能保持平面形態(tài)的缺點(diǎn)。

2、功能多:試驗(yàn)過程控制方式隨意設(shè)置即可進(jìn)行試樣的應(yīng)力路徑和應(yīng)變式控制;是土的本構(gòu)關(guān)系的理想設(shè)備。

3、人機(jī)對(duì)話靈活、數(shù)據(jù)存貯自動(dòng)化程度高。微機(jī)自動(dòng)測(cè)量試樣三個(gè)方向的應(yīng)變?chǔ)?、ε2、ε3和三個(gè)方向應(yīng)力σ1、σ2 、σ3 ,反壓力σb ,試樣排水量△V和試樣孔隙水壓力Uw 等全部試驗(yàn)過程中,需要量測(cè)的數(shù)據(jù)均由自動(dòng)采集系統(tǒng)完成。

二、結(jié)構(gòu)原理及各部分說明 

 (一)主機(jī)部分

a)主機(jī)架

主機(jī)架由基座、回形整體式加載框架(含真三軸及常規(guī)三軸壓力室),基座箱體內(nèi)裝有自動(dòng)控制系統(tǒng)電子線路和排風(fēng)裝置。

b)軸向壓力(主應(yīng)力)σ1 和側(cè)向壓力(小主應(yīng)力)σ3伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

軸向壓力和側(cè)向壓力由伺服電機(jī)減速機(jī)滾珠絲桿推進(jìn)平臺(tái)向試件施加σ1 及σ3;伺服電機(jī)則由全數(shù)字閉環(huán)控制儀控制,可進(jìn)行開環(huán)和閉環(huán)控制的應(yīng)力式和應(yīng)變式三軸試驗(yàn)。伺服電機(jī)的脈沖頻率或者試驗(yàn)的應(yīng)變速率可滿足各種試驗(yàn)方法的加荷應(yīng)變條件,并達(dá)到國(guó)家三軸試驗(yàn)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。

c)σ2液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)是由一組獨(dú)立控制的液壓加荷裝置組成。由伺服電機(jī)減速機(jī)滾珠絲桿推動(dòng)液壓筒中的移動(dòng)活塞向液體水施加壓力,液體水通過管道流向真三軸壓力室內(nèi)兩個(gè)σ2的液壓腔,從而使土試件在σ2作用下進(jìn)行三軸試驗(yàn),可以采用應(yīng)力式進(jìn)行σ2加荷試驗(yàn)。

σ2液壓控制系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制儀控制,可以獨(dú)立控制試驗(yàn)過程,也可以通過RS232接口聯(lián)接計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

d)真三軸試驗(yàn)壓力室兼容平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)

壓力室由有機(jī)玻璃圓筒、鋁合金底座、頂蓋、傳壓活塞、活塞套、可供真三軸試驗(yàn)和平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)使用的σ2液壓腔、防水位移傳感器,壓力室底座位于軸向加荷系統(tǒng)的平臺(tái)之上,底座中設(shè)有σ2、σ3、σ b、Δν、μ以及ε2、ε3等各種傳感器電纜線接口以及相關(guān)的緊固件、液壓腔和傳感器等固定支架。

(二)測(cè)量控制系統(tǒng)

1)多通道閉環(huán)測(cè)控儀

由5個(gè)伺服電機(jī)控制通道,五個(gè)壓力通道,6個(gè)位移通道,一個(gè)體變控制通道組成,可由微機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理。

2)壓力(體變)傳感器

壓力傳感器選用應(yīng)變片式傳感器,共6只;

1、用以測(cè)量和控制σ2液壓腔內(nèi)的中主應(yīng)力;

2、用以測(cè)量土體內(nèi)的孔隙水壓力Uw;

3、用以測(cè)量土體在排水條件下的ΔV增量;

4、用以測(cè)量軸向壓力σ1;

5、測(cè)量小主應(yīng)力σ3;

6、測(cè)量反壓力σ b;

2)位移傳感器

采用LVDT位移傳感器,根據(jù)試驗(yàn)條件和裝置合理性可用于:

A、軸向變形,即在σ1作用下土體的ε1應(yīng)變量,量程可達(dá)0-30mm和30mm以上。

B、壓力室內(nèi)土樣ε3應(yīng)變量,主要安裝在土樣ε3應(yīng)變面的夾具上,考慮到ε3的側(cè)向應(yīng)變的均勻性和代表性,原則上,在土樣σ3受力面的兩側(cè),且分別在中部和1/4處各安裝一個(gè)ε3位移傳感器。

C、σ2液壓腔內(nèi)安裝4個(gè)水下LVDT位移傳感器。在其中兩個(gè)對(duì)稱的液壓腔內(nèi)的土樣中心點(diǎn)和1/4處各裝有兩個(gè)傳感器,用來計(jì)算土樣平均的ε2應(yīng)變量。

(三)計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

根據(jù)試驗(yàn)需要可實(shí)行在應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式條件下的真三軸試驗(yàn)和平面應(yīng)變?cè)囼?yàn),并進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的采集和處理,尤其在應(yīng)力控制條件下按不同的控制時(shí)間采集土樣的ε1、μ、Δν、ε2、ε3或者在應(yīng)變控制條件下σ1、ε1、σ3、σ2、μ、Δν、ε2、ε3,從而建立各種相關(guān)曲線和模型以及相關(guān)參數(shù)。本部分由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件組成。

三、主要技術(shù)指標(biāo) 

1.試樣尺寸:真三軸試驗(yàn)70mm×70mm×35mm;

2.大主應(yīng)力:30KN,精度 0.3%F.S

3.中主應(yīng)力:2MPA,精度 0.3%F.S

4.小主應(yīng)力:10KN,精度 0.3%F.S

5.反壓力:0~1000KPa(精度小于 0.3%F.S)

6.孔隙壓力:0~2000KPa(精度小于 0.3%F.S)

7.豎向位移:0~30mm(精度小于 0.3%F.S)

8.側(cè)向位移:0~10mm(精度小于 0.3%F.S)

9.加載速率:0.001~10mm/min

10.中主應(yīng)力(σ2)方向:量程范圍 0~5mm,分辨率為 0.001mm 

11.多通道數(shù)據(jù)采集器 16 位 AD/DA 轉(zhuǎn)換器采集系統(tǒng),具有循環(huán)檢測(cè)功能,采樣速率不低于 4kHz

12.計(jì)算機(jī)控制和處理系統(tǒng):

1)、計(jì)算機(jī):中國(guó)臺(tái)灣研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī),英特爾雙核 E5500處理器/2G內(nèi)存/500G硬盤/DVD/20寸液晶顯示器;

2)、打印機(jī):惠普(A4)黑白激光打印機(jī);

3)、控制和數(shù)據(jù)處理軟件


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