空心圓柱試驗系統(tǒng)
空心圓柱試驗系統(tǒng)
空心圓柱試驗系統(tǒng)
空心圓柱試驗系統(tǒng)
空心圓柱試驗系統(tǒng)
空心圓柱試驗系統(tǒng)
- 設備名稱:
空心圓柱試驗系統(tǒng)
- 型號:
空心扭剪儀
- 制造商:
德國APS-WILLE Geotechnik
產(chǎn)品介紹
  • 產(chǎn)品簡介
  • 標準規(guī)范
  • 特點優(yōu)勢
  • 技術參數(shù)
  • 軟件
  • 升級選項
產(chǎn)品簡介

空心圓柱試驗系統(tǒng)

德國wille多年來一直在制造和提供各種荷載/扭矩和頻率范圍內(nèi)的各種電機或伺服液壓加載系統(tǒng), 能夠滿足用戶試驗不同大小試樣的所有需求,而且試驗系統(tǒng)為用戶提供了很大的靈活性,使其可高精度運行復雜的試驗,并且可以通過添加多種升級模塊來配置所需的試驗應用。高質量的作動器結合操作軟件能夠生成并施加不同類型的加載波形,例如正弦波、方波、三角波、矩形、斜坡信號以及用戶定義波形。系統(tǒng)配有功能強大的動態(tài)控制器,高可達10KHz,分辨率 24 位,為我們在動態(tài)試驗領域的設備提供了獨特的功能。獨特而靈活的軟件以及高質量組件提供了使用設備和更好地運行試驗的各種可能性。


這套高品質、堅固的多功能空心圓柱扭剪儀試驗系統(tǒng),幫助用戶能夠將旋轉位移和扭矩施加到空心圓柱體土壤試樣上。該模塊化試驗系統(tǒng)適用于靜態(tài)和動態(tài)試驗,并且可以模擬土壤試樣中某一點的復雜荷載條件。如果將上下基座更換為實心基座,該系統(tǒng)還可以用作動三軸試驗系統(tǒng)。能夠控制低于 0.00001% 的軸向應變。


空心圓柱扭剪儀在電機系統(tǒng)中,軸向荷載和扭矩都從試樣的底部施加。而在伺服液壓設備中,軸向荷載/扭矩作動器位于上方??煽刂迫齻€主應力的大小和方向。例如,可以做以下試驗的研究:

??土壤試樣的各向異性? ? ? ??主應力旋轉的影響? ? ? ??中間主應力的影響


得益于功能強大的 GEOsys 軟件,該系統(tǒng)可以通過在圖形用戶界面上進行結構化的 Windows 操作,是一套空心圓柱試驗的較佳系統(tǒng),可對復雜的用戶定義的試驗序列進行簡單編程,從而用戶能夠在實驗室中模擬真實的現(xiàn)場條件,在各種條件下進行試驗,并通過應用各種應力/應變路徑試驗來研究所需條件下土壤的力學性能。

空心扭剪儀

主要配置

① 電機加載架 ( 軸向和扭轉 )

② 三軸室

③ 傳感器

④ 三軸室外壁升降裝置

⑤ 用于反壓的自動體積壓力控制器(VPC)

⑥ 用于試樣內(nèi)腔和圍壓壓力的自動壓力控制器(APC)

⑦ 自動體變傳感器

⑧ 動態(tài)控制器

⑨ 軟件系統(tǒng),可進行各種靜態(tài)和循環(huán)試驗


電機加載架

??空心圓柱扭剪儀試驗設備有一套實時電機驅動系統(tǒng),用來加載軸向和扭轉荷載。在此加載架中軸向和扭轉荷載作動器位于加載架的底部,荷載從三軸室的底部施加。試樣頂部預留操作空間,以方便試樣或內(nèi)部傳感器等部件的安裝。

??加載架具有非常強的剛度,可承受高頻率的周期性軸向和扭轉荷載。具有三軸室外壁提升機構無需加載架或配重,用戶可輕松安裝試樣、調整三軸室。功能強大的多功能GEOsys軟件支持所有試驗程序并且可以輕松執(zhí)行所有試驗。

??控制面板上有主開關、緊急停止開關、啟動按鈕等。系統(tǒng)配有特殊的活塞結構在循環(huán)試驗期間從三軸室中進出,以補償受活塞運動變化引起的圍壓壓力變化,從而實現(xiàn)了對動態(tài)軸之間的相位差的準確控制。內(nèi)置編碼器的電機直接測量軸向荷載和角度。

空心圓柱試驗系統(tǒng)

液壓加載架

??該雙柱式加載架設計用來對較大的試樣進行試驗,與電機系統(tǒng)相比,該試樣需要更大的動態(tài)荷載和扭矩范圍。

??試驗作動裝置是雙向低摩擦作動器,安裝在上橫梁上,加載架為剛性結構,剛度高、并且經(jīng)過高精度對準,精心設計的工作高度,方便操作。

??足夠寬的柱間距,即使加上環(huán)境箱和加熱爐,也能容納 300mm 甚至 500mm 的大型三軸室。作動器位于上橫梁,油源位于特殊的隔音罩中。

??作動器及其所有附件均可裝保護罩(如果需要)。調整橫梁后, 可以手動將其固定在鍍鉻軸上。橫梁可以移動并可鎖定在所需的 高度上。

??這一系列的加載架涵蓋了各種荷載 / 扭矩。當您有任何新的試驗應用需求時,我們都可以協(xié)助您配置系統(tǒng)以滿足您的試驗需求。

空心圓柱試驗系統(tǒng)

液壓源

??液壓動力系統(tǒng),為加載系統(tǒng)和液壓增壓器提供穩(wěn)定的液壓壓力,以滿足試驗系統(tǒng)的需求。

??由于液壓系統(tǒng)的動態(tài)性能取決于輸入的油流量和油缸中 的壓力,因此提供了各種流量的液壓源以滿足您的試驗所需的動態(tài)性能。所有部件均安裝方便且易于檢修。

??液壓動力系統(tǒng)的主要特點是它們提供了與需求相關的流量和壓力控制,可在 210、280 或 340Bar 穩(wěn) 定壓力下輸送給后續(xù)裝置。設備可以安裝于加載架旁邊或分開一定的距離。

??水冷熱交換器或風冷熱交換器控制液壓油溫度。當液壓油溫度超過預設值時,溫度開關會保護性關閉液壓源, 前面板上有指示燈指示溫度超限。

??可應要求提供閉環(huán)再冷卻器系統(tǒng)(用于水冷卻的冷卻系統(tǒng)),并可將其集成到一起。

??液壓源組成:循環(huán)冷水機,減少冷卻用水;風冷系統(tǒng)

空心圓柱試驗系統(tǒng)

三軸室

該系列應力路徑三軸室設計用于靜態(tài)和動態(tài)土力學試驗,試驗直徑從38mm到150mm,長度、直徑比至少為2的圓柱體土樣在三軸條件下的性能。這個系列的三軸室涵蓋了巖土實驗室所需的三軸試驗范圍。

 伺服電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

主要特點

??適合動靜態(tài)三軸試驗

??不銹鋼低摩擦加載桿

??上帽和底座可更換,適應不同尺寸的試樣

??重量輕

??透明外壁

??內(nèi)置或外置桿

??安裝了排氣閥,方便沖刷和排氣

??耐壓線纜過孔,便于安裝內(nèi)置傳感器


非膠結材料試樣制備裝置(如砂樣)

非膠結材料試樣制備裝置傳感器、帶有夾緊裝置的分離式試樣架,用于控制試樣外部尺寸、可拆分內(nèi)成型器,控制試樣內(nèi)腔尺寸、試樣外部膜 10 個、試樣內(nèi)腔膜10 個、10 套試樣O形圈、O型圈撐開環(huán)


非膠結材料試樣制備裝置

適用于修整外徑和內(nèi)徑的切土器、試樣外部膜 10 個、試樣內(nèi)腔膜 10 個、10 套試樣 O 形圈

空心圓柱試驗系統(tǒng)

傳感器:根據(jù)用戶的系統(tǒng)配置或試驗要求,可以選擇使用多種傳感器

??外部荷載傳感器,用來測量軸向荷載

??外部扭矩計,用來測量扭矩

??組合式潛水軸向和扭矩傳感器,可直接在三軸室內(nèi)的試樣上測量法向力和扭矩,以消除加載軸摩擦對測量的影響。

??帶有安裝塊和信號調節(jié)器的軸向位移傳感器,用來測量軸向位移

??測量試樣內(nèi)腔和外圍壓的壓力傳感器

??非接觸式高精度角位移傳感器

??偏轉范圍為±45°的角位移傳感器(用于大剪切應變測量)

??± 2,5 mm 范圍的非接觸式位移傳感器(用于小剪切應變測量)


靜態(tài)壓力控制系統(tǒng)( 內(nèi)室 / 外室 / 反壓)

空心圓柱試驗系統(tǒng)需要壓力控制器來控制試樣內(nèi)腔壓力、外圍壓和反壓三個壓力??梢愿鶕?jù)不同壓力下的試驗應用,實驗室實用程序和技術要求,針對不同的應用(例如使用兩種全自動系統(tǒng)并通過電腦控制,可以輕松地以高精度執(zhí)行諸如飽和度、應力/應變路徑、磁導率、K0 等高質量試驗。


A) 氣壓控制器 (APC)

該系列的標準配置包括產(chǎn)生氣壓(例如圍壓和孔壓)的一個氣壓控制器(APC),作為將氣壓轉換為液壓的一套氣壓水壓轉換囊和一個自動水量測量裝置以測量體積變化。全自動系統(tǒng),通過PC和專用軟件進行控制。

工作壓力: 可達2MPa

輸出壓力通道數(shù) : 2個,控制圍壓和反壓 (可升級到3個,用來做非飽土試驗)


B) 體積壓力控制器 (VPC)

該配置包括兩個用于施加反壓和圍壓的體積壓力控制器。采用注射式無脈沖泵,可準確產(chǎn)生和調節(jié)壓力,并針對不同的測試要求在各種范圍內(nèi)提供準確的流量控制。

體積壓力控制器的控制可以通過使用觸摸面板或通過PC和專用軟件輕松完成,非常方便且易于操作。

伺服電機控制靜三軸試驗系統(tǒng)? ? ?伺服電機控制靜三軸試驗系統(tǒng)? ? ? ? ? ??

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)字高速高分辨率可擴展實時控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),24位分辨率,高達10KHz 的控制和數(shù)據(jù)采集。動態(tài)控制器適用于電機控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)??沈寗印?0V的液壓設備,能夠采集各種傳感器的信號,例如荷載傳感器、LVDT、應變計、引伸計、熱電偶等。

控制器功能強大,允許通過智能傳感器插頭對測量傳感器和控制參數(shù)進行模塊化設計,模塊可存儲校準參數(shù),因此可以根據(jù)應用靈活使用。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)? ??電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

主要特點

??多達32個低噪聲閉環(huán)控制通道,用于靜態(tài)和動態(tài)試驗

??每個軸24位分辨率(例如,力、位移、壓力、應變等)

??具有數(shù)字控制器參數(shù)設置和所有控制功能之間的無擾切換

??所有控制功能之間平滑轉換

??完整、同步傳輸數(shù)據(jù),無任何數(shù)據(jù)丟失

??數(shù)字可調控制器參數(shù)(PID 參數(shù))

??簡單靈活的試驗或設定點參數(shù)調整

??外部連接的I / 0處理

??使用電腦軟件進行配置和設置

標準規(guī)范

??JGS 0511-2009

??JGS 0543

??ASTM

特點優(yōu)勢

??靜荷載和循環(huán)荷載

??電機或伺服液壓加載

??用于中空或實心圓柱體試樣

??電機系統(tǒng),高達 25KN-10Hz / 200 Nm

??伺服液壓系統(tǒng),高達 100KN-100Hz / 600 Nm

??試樣尺寸外徑可至 300mm

??包含不同試驗模塊的軟件,例如飽和、固結、應力路徑、單調剪切、動態(tài)剪切、平面應變、簡單剪切試驗等

??具備三軸室外壁升降裝置,可以輕松安裝試樣

??以太網(wǎng)連接,可將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)诫娔X

??多種升級選項,例如非飽和、動態(tài)內(nèi)部 / 外部圍壓、彎曲元件、較高壓力的三軸室等

??可以給試樣提供不同類型的加載波形,例如正弦波、方波、三角波、矩形和用戶定義的波形(Premium 版本)

??通過帶有控制軟件的電腦直接操作設備(使用通訊協(xié)議)

??高速動態(tài)控制器,用于監(jiān)視測量值和控制試驗程序(2,5KHz 或 10 KHz,24 位)


亮點

??可用作循環(huán)三軸試驗系統(tǒng)

??清潔,環(huán)保

??低噪靜音系統(tǒng)

??無需在機架上施加氣壓

??維護費用低

??符合CE規(guī)范

??易于使用

??提供夠多年更換的備件或零件

??緊湊的設計,按需輕松安置

??多種升級選項

??包含所有試驗模塊的完整軟件?


優(yōu)勢

??荷載、扭矩、壓力和試樣尺寸的靈活性

??試樣安裝簡便

??在實驗室不需要其他基礎設施

??先進的動態(tài)控制器,最高10kHz、32個通道

??高級軟件包含所有試驗模塊

??標準波形和用戶定義的波形

??與電腦通過以太網(wǎng)連接,實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)傳輸

??不同試樣尺寸和試驗條件下的各種三軸室?

??適用于應變很小的試驗

??提供電機和伺服液壓兩種配置

技術參數(shù)
項目參數(shù)指標
加載架類型電機/伺服液壓
軸向載荷5~ 150 kN
動態(tài)軸向載荷5~ 150 kN
加載頻率2、5、10、20或100 Hz
扭轉載荷

可定制? ?注:可根據(jù)要求提供軸向和扭轉載荷的任何組合

試樣尺寸

高度 / 外部 / 內(nèi)部

140 / ? 70? / ? 30

200 / ?100? /? 60(18mm壁厚)

100 / ? 100 / ? 60

300 / ? 150 / ? 75

400 / ? 200 / ? 100

600 / ? 300 / ? 150


軟件

GEOSYS 試驗軟件

系統(tǒng)由GEOsys軟件進行控制,軟件按每個客戶的配置進行了特定的設置。軟件按照預設的試驗方法控制系統(tǒng)并采集測試數(shù)據(jù)。GEOsys 是 Windows 版多功能模塊化控制和數(shù)據(jù)采集軟件。通過圖形用戶界面上的結構化 Windows 指令對復雜的用戶可編輯的試驗序列進行簡單的編程。

GEOsys 利用靈活的可編程系統(tǒng)來控制試驗設備,以協(xié)調各種試驗操作。靈活的操作面板提供了用于配置設備的工具,用于執(zhí)行加載過程的編輯器以及用于數(shù)據(jù)分析、顯示和日志的功能。

該軟件支持試驗環(huán)境的模塊化結構,從而實現(xiàn)靈活的配置,滿足用戶特定的需求。該軟件的重要關鍵功能是,用戶可以通過圖形化用戶界面,使用結構化的視窗操作,簡單、自主地編輯標準或復雜試驗序列。Geosys軟件擁有強大的功能,它不僅與我們的產(chǎn)品兼容,而且還可以與其他制造商的硬件一起使用,從而為類似或更高標準的硬件提供數(shù)據(jù)采集和過程控制。

應力路徑三軸儀

主要特點

??獨特的平臺,可以執(zhí)行所有滿足用戶需求的動態(tài)和靜態(tài)試驗,無論是土壤、瀝青、巖石還是其他相關的建筑材料

??控制和數(shù)據(jù)采集軟件

??實時、同步、閉環(huán)控制所有連接的執(zhí)行機構

??可編程試驗序列控制和公式編輯器(升級版)

??使用并行配置通道,為每個通道提供完整的實時數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制

??靈活且用戶友好

??同類廠商的配套功能

??有關 ASCII 數(shù)據(jù)轉換的選項

??即使在運行過程中,也可以對 PID 參數(shù)進行調整,以適應材料的變化來優(yōu)化參數(shù)

??用戶角色分為管理、服務、開發(fā)人員、實驗室助手,方便管理,減少出錯的幾率

??與 OS 平臺無關的軟件(例如 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX)

??用戶可在圖形用戶界面上,通過結構化的視窗操作,簡單、自主地編程標準試驗或復雜試驗序列

??任意數(shù)量的通道或設備,同步且單獨的實時、閉環(huán)控制,例如軸向荷載、圍壓、孔隙水壓力以及孔隙氣壓等

??管理用戶配置的硬件、傳感器、計算結果等

??多語言:中文、英語、德語、俄語、波蘭語等


空心圓柱試驗模塊

GEOsys專為材料試驗中的所有試驗應用場合設計,閉環(huán)控制靜態(tài)和動態(tài)試驗,如應力控制、應變控制、應力路徑、循環(huán) 加載、正弦波、矩形、三角形和自定義波等加載方式。控制和數(shù)據(jù)采集軟件,還具有根據(jù) ASTM 或 BS 試驗方法或其他規(guī)范標準運行試驗的不同模塊。下面列出的某 些試驗需要可選配的硬件。根據(jù)客戶的要求,隨主要軟件一起提供一套或幾套模塊,如:

??數(shù)據(jù)采集:處理和設備管理(DPD)模塊 此基本模塊定義了初始試樣的幾何形狀以及試樣參數(shù)、項目信息、采集速率、初始參數(shù)設置、記錄類型(例如 ASCII)等, 此模塊中沒有任何試驗控制的內(nèi)容。

??飽和模塊:該模塊包括通過控制試樣圍壓和反壓直至試樣達到飽和的各向同性飽和

△ 反壓隨體積的變化 △ 飽和度隨圍壓的變化

B 值檢測模塊:△ 封閉反壓閥,施加圍壓,觀察孔隙水壓變化,以檢查 B 值(封閉系統(tǒng)中孔隙水壓力的增加) △ 圍壓變大,測 B 值

??固結模塊:固結階段包括各向同性、各向異性和可選的膨脹或 K0 模式

△ 各向同性固結: 軟件會自動將相同的垂直應力和圍壓值加載到試樣上

△ 各向異性固結: 軟件將自動將垂直應力和圍壓加載到試樣上

空心扭剪儀

可選項

??膨脹模塊

??K0- 試驗模塊:通過軟件對圍壓和垂直應力進行編輯,徑向變形保持不變。結果,試樣的接觸表面積將在固結階段保持恒定,這可以通 過兩種方法完成:

1. 通過直接測量方法在試樣上安裝圓周傳感器 2. 通過間接測量法,利用試樣體積變化和高度(三軸室體積變化)來測量

??滲透性試驗模塊:△ 定水頭滲透試驗 △ 變水頭滲透試驗

??應力路徑控制試驗模塊:△ b,α 和 q

空心扭剪儀

??靜態(tài)加載階段:△ 軸向應力控制剪切 △ 軸向應變控制剪切 △ 扭轉應力控制的剪切 △ 扭轉應變控制剪切 △ 復雜的控制加載

??非飽和土試驗模塊:△ 通過軸控制方法使用軸平移方法技術(ATT)的非飽和試驗模塊

??循環(huán)加載階段:△ 應力控制循環(huán)軸向加載 △ 應變控制循環(huán)軸向加載 △ 應力控制旋轉循環(huán)加載 △ 應變控制旋轉循環(huán)加載 △ 耦合加載循環(huán),旋轉 - 軸向 △ 循環(huán)加載,扭轉 - 軸向

??簡單剪切(扭剪=0):△ 靜態(tài)簡單剪切 △ 循環(huán)簡單剪切

??平面應變(扭剪=0)

??加載模塊:△ 可以施加不同類型的波形,例如正弦波、方波、三角波、矩形、斜坡信號和用戶定義的波形 △ 動態(tài)斜坡

??溫控三軸試驗:△ 凍融試驗 △ 溫度梯度試驗

??循環(huán)圍壓 / 反壓模塊:△ 循環(huán)加載圍壓 △ 循環(huán)加載反壓 △ 以一定相差設定循環(huán)軸向壓力與循環(huán)圍壓


典型試驗結果

空心扭剪儀

軸向應力應變

空心扭剪儀

軸向和扭剪同時加載


空心扭剪儀

位移曲線


空心扭剪儀

剪切應力應變

空心扭剪儀

扭剪和軸向力同時動態(tài)加載

空心扭剪儀

升級選項

??三軸室外壁升降裝置:可以增配三軸室外壁升降裝置,可以加快試樣安裝過程,減少試驗花費的時間。而且不再需要額外的起重機或者配重系統(tǒng)。 請注意,此項升級需要在工廠完成。

空心扭剪儀

??動態(tài)圍壓和反壓系統(tǒng):動態(tài)體積壓力控制器是一種高精度的電機或伺服液壓閉環(huán)控 制壓力系統(tǒng),可調節(jié)循環(huán)壓力并在各種范圍內(nèi)為不同應用提供準確的流量控制,例如:動態(tài)三軸試驗系統(tǒng)的圍壓或反壓,也可用于消除使用不帶平衡系統(tǒng)的三軸室的動態(tài)試驗對恒定圍壓的影響。體積壓力控制器可以施加高達4000kPa的壓力,并具有高達1000ml的體積變化量,工作頻率范圍高達10Hz。軟件也支持將系統(tǒng)升級為循環(huán)圍壓和反壓模塊,從而三軸試驗可以與此功能一起運行。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

??非飽和土組件:通過增配一些硬件,系統(tǒng)可升級為非飽和土試驗系統(tǒng)。 根據(jù)所選的試樣及試驗方法的不同,加配的附件可能會有所不同。例如, 陶土板、氣壓控制器(APC)、非飽和土力學軟件模塊等。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

??局部應變測量裝置:三軸試驗系統(tǒng)有各種類型,可以改進為使用內(nèi)置傳感器來測量荷載、軸向變形和徑向變形。升級后可以獲得更準確的數(shù)據(jù)。建議使用環(huán)向測量裝置進行K0試驗。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

??彎曲元試驗系統(tǒng):三軸試驗系統(tǒng)能夠輕松添加彎曲元試驗裝置,并通過其附件進行彎曲元試驗。壓電元件可輕松安裝在試樣的上帽和底座內(nèi),以執(zhí)行彎曲元試驗或壓縮波波速試驗?,F(xiàn)有的三軸室設計之初就考慮了增加壓電傳感器,而無需對三軸室進行任何額外的升級??筛鼡Q的彎曲元組件可用于35mm至150mm的任何試樣,并設計完全兼容三軸試驗設備,并可用于其他系統(tǒng),例如共振柱試驗系統(tǒng)、固結儀、簡單剪切試驗系統(tǒng)或標準剪切試驗系統(tǒng)集成彎曲元,可用于縱向和橫向試驗,以便在不同的傳播方向上進行 S 波和 P 波試驗。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

??無氣水生產(chǎn)系統(tǒng):這臺設計緊湊的裝置可制作氣體含量非常低的無氣水,從而進行各種試驗,不同型號容量從20升到60升不等。

電機控制動三軸試驗系統(tǒng)

??溫控系統(tǒng):三軸試驗系統(tǒng)根據(jù)試驗類型,可以升級為在溫度控制下進行試驗,可定制多種溫度范圍,-25℃至+200℃。此升級項需要增配多種附件/組件,取決于主系統(tǒng),包括硬件和軟件。溫度控制系統(tǒng)也可以通過電腦控制,可以執(zhí)行任何種類的溫度試驗程序。

空心圓柱試驗系統(tǒng)