多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
- 設(shè)備名稱:
多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)
- 型號:
CSS
- 制造商:
德國APS-WILLE Geotechnik
產(chǎn)品介紹
  • 產(chǎn)品簡介
  • 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
  • 特點優(yōu)勢
  • 技術(shù)參數(shù)
  • 軟件
  • 升級選項
產(chǎn)品簡介

這套單獨的電機(jī)多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)是一套結(jié)構(gòu)堅固的設(shè)備,包括2個循環(huán)作動器和高質(zhì)量的機(jī)械和電子部件,可實現(xiàn)重復(fù)性很好的試驗結(jié)果,其優(yōu)異的質(zhì)量使其適用于科研和常規(guī)試驗。它通過單獨的電機(jī)作動器施加垂直和水平載荷,因此在位移(應(yīng)變或速度)模式下,對法向軸和剪切軸的單獨控制以及載荷控制。該設(shè)備可以對直徑達(dá)100mm的不同試樣進(jìn)行試驗(單剪試驗),也可以升級為能夠運行直徑達(dá)100mm試樣的直剪試驗。框架具有很高的剛度,以減少變形以及在循環(huán)重復(fù)加載試驗期間可能影響測量精度的振動。


循環(huán)動單剪試驗系統(tǒng)的主要優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確地獲得土力學(xué)參數(shù),而無需考慮傾斜和剪切試驗部件之間的摩擦。高品質(zhì)低摩擦雙直線導(dǎo)軌,可以確保強度和對齊,而不會在法向和剪切方向上產(chǎn)生傾斜。法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力由電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)閉環(huán)控制。


圓柱體試樣安裝在橡膠膜內(nèi),并放置在一個封閉的拋光低摩擦聚四氟乙烯涂層環(huán)組內(nèi)(可選帶鋼絲網(wǎng)的橡皮膜),可保持試樣的水平直徑保持不變(恒定截面面積),同時允許固結(jié)過程中的垂直沉降。剪切應(yīng)力是通過水平移動來實現(xiàn)的,該水平移動作用于試樣底部,可以相對于試樣頂部平移。兩個透水石位于試樣的頂部和底部,頂部和底部的兩個孔隙水端口可進(jìn)行試樣飽和。該設(shè)備配備了先進(jìn)的GEOsys軟件,用戶可以完全自動運行所有試驗階段,并且在試驗過程中無需操作人員參與。


試驗類型:?循環(huán)單剪? ?靜態(tài)單剪? ?主動高度控制? ?恒定法向剛度試驗? ?直剪試驗? ?多階段試驗? ?低速 / 蠕變試驗? ?用戶定義波形試驗? ?通過位移、應(yīng)變或載荷控制的軸向壓縮和剪切載荷

循環(huán)動單剪

主要配置

① 電機(jī)剛性加載架

② 雙柱結(jié)構(gòu)安裝直線導(dǎo)軌,保持系統(tǒng)剛性

③ 兩根不銹鋼支架進(jìn)一步支撐系統(tǒng)

④ 高質(zhì)量、低摩擦雙直線導(dǎo)軌用于確保強度和對齊,不會傾斜,保證法向和剪切方向

⑤ 上橫梁

⑥ 單剪試驗夾具

⑦ 軸向荷載傳感器

⑧ 軸向位移傳感器

⑨ 開-關(guān)旋鈕

⑩ 高速動態(tài)控制器(集成到主機(jī)內(nèi)部)


多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)??

循環(huán)動單剪試驗系統(tǒng)是一種全自動設(shè)備,由兩個電機(jī)作動器組成,可以加載正弦、正方形、三角形、半正矢、鋸齒、倒鋸齒、矩形和用戶自定義波形,在荷載控制和位移控制下進(jìn)行循環(huán)試驗。具有高分辨率和閉環(huán)控制的高精度高質(zhì)量作動器產(chǎn)生閉環(huán)應(yīng)變-應(yīng)力控制和應(yīng)力控制剪切力。

垂直載荷由連接到試樣上的作動器執(zhí)行,該作動器剛性地抵抗水平運動,并且僅以高精度執(zhí)行垂直載荷。它包括一個高分辨率內(nèi)部位移傳感器,以高精度測量活塞沿試樣高度的運動。另一個作動器對試樣底部施加水平載荷,并產(chǎn)生剪切應(yīng)變。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠消除任何垂直運動,只需以高精度施加水平載荷,還包括高分辨率內(nèi)部位移傳感器,以盡可能準(zhǔn)確地測量運動。

循環(huán)動單剪

主要優(yōu)勢

循環(huán)動單剪裝置的主要優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確地獲得土力學(xué)參數(shù),而無需考慮傾斜和剪切試驗部件之間的摩擦。

高質(zhì)量和低摩擦雙直線導(dǎo)軌用于確保強度和對齊,而不會在法向和剪切方向傾斜。確保了在剪切過程中上帽的旋轉(zhuǎn)小。所有上述功能使其成為科研應(yīng)用的獨特設(shè)備。


剪切荷載傳感器

特殊設(shè)計的剪切載荷測量,將兩個剛性扁平二維荷載傳感器組合成一塊板,盡可能靠近試樣,以更準(zhǔn)確地測量剪切載荷。試樣和荷載傳感器之間沒有任何襯套或軸承,因此測量非常準(zhǔn)確,沒有線性導(dǎo)軌的摩擦影響。雙荷載傳感器配置排除了試驗和測量期間剪切軸內(nèi)的任何摩擦和傾斜誤差測量。

循環(huán)動單剪

主動高度控制

該系統(tǒng)具有優(yōu)異的雙軸承,位于加載活塞所在的上橫梁。這一特性有助于軸向測力計準(zhǔn)確測量,而無需考慮線性導(dǎo)軌的摩擦。由于剪切荷載傳感器位于試樣下方,因此軸向荷載傳感器距離試樣不遠(yuǎn)。

這一特性保證了在循環(huán)試驗過程中以與水平作動器相同的速度或閉環(huán)控制時間實時控制高度??蓪崿F(xiàn)剪切過程中試樣的高度變化不得超過初始高度的0.05%。


K0 條件

低摩擦聚四氟乙烯涂層試樣滑環(huán),用于制約試樣,確保恒定的橫截面積(K0 條件)。


目標(biāo)峰值控制

先進(jìn)的動態(tài)控制器從每個加載循環(huán)中獲取反饋,即使在試驗過程中試樣的剛度發(fā)生變化,下一個加載循環(huán)也具有恒定的應(yīng)力。

循環(huán)動單剪

??單剪組件

透水石的類型取決于試樣的類型和可施加在試樣上的應(yīng)力條件。有不同表面粗糙度的透水石,即平面、凹槽、脊凸和針盤等。請注意,我們的標(biāo)準(zhǔn)配置只包含燒結(jié)平面圓形透水石,請在報價時選擇您所需的透水石類型。

單剪組件包括:

?低摩擦試樣滑環(huán)組(帶特氟龍涂層)

?1個底座,集成不銹鋼透水石和孔隙水接口,用于飽和與沖洗

?1個上帽,平行導(dǎo)向,兩個孔隙水接口,用于飽和與沖洗

?不銹鋼透水石,不易變形

?2個不銹鋼透水石,針盤型

循環(huán)動單剪

輔助安裝組件

我們設(shè)計和制造可調(diào)支撐架的目的是盡量減少試樣的擾動(此部件不包含在標(biāo)準(zhǔn)配置中,需要單獨訂購)。將試驗組件固定在底座上,然后將組件的主要部分即兩臂連接到上帽上。然后將組件組裝到主機(jī)上,在布置好垂直作動器后,松開兩臂,將組件從機(jī)器上拆下。

循環(huán)動單剪

試樣制備組件

在試樣制備過程中施加真空,將橡皮膜緊貼對瓣模內(nèi)壁。 注意:也可根據(jù)需求提供帶金屬絲網(wǎng)的增強膜(NGI 型)

試樣制備組件 : 固定夾、橡皮膜、撐環(huán)、O 型圈、濾紙、對瓣模、固定螺絲

循環(huán)動單剪


核心優(yōu)勢

??超硬結(jié)構(gòu)

??通過使用雙向?qū)к?,在剪切試驗期間上帽的變形更小化

??該系統(tǒng)可用正弦波、方波、三角波、正弦波、鋸齒波、倒鋸齒波、矩形波和用戶定義的波形在荷載控制和位移控制下執(zhí)行循環(huán)試驗

??法向軸和剪切軸單獨控制

??直接測量剪切力,不受直線導(dǎo)軌和其他部件的摩擦影響

??法向和剪切位移閉環(huán)控制

??法向軸和剪切軸同時控制,頻率可達(dá)1Hz

??獨特的二維雙剪切力荷載傳感器,用于直接測量剪切力,不用擔(dān)心直線導(dǎo)軌和其他部件的摩擦效應(yīng)

??K0固結(jié)

??低摩擦帶特氟龍涂層的試樣滑環(huán),確保恒定的橫截面積(K0固結(jié))

??目標(biāo)峰值控制功能,級別高的動態(tài)控制器

??每個加載循環(huán)閉環(huán)反饋,即使試樣的剛度在試驗過程中發(fā)生變化,也能保證下一個加載循環(huán)具有恒定的應(yīng)力水平

??在保持試樣的垂直應(yīng)力或高度的同時,對試樣施加循環(huán)水平位移或循環(huán)水平力的循環(huán)單剪試驗


數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)字高速高分辨率可擴(kuò)展實時控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),24位分辨率,高達(dá)10KHz 的控制和數(shù)據(jù)采集。動態(tài)控制器適用于電機(jī)控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。可驅(qū)動±10V的液壓設(shè)備,能夠采集各種傳感器的信號,例如荷載傳感器、LVDT、應(yīng)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(jìn)行模塊化設(shè)計,模塊可存儲校準(zhǔn)參數(shù),因此可以根據(jù)應(yīng)用靈活使用。

多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)? ??多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)

主要特點

??多達(dá)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(yīng)變等)

??具有數(shù)字控制器參數(shù)設(shè)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(zhuǎn)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(diào)控制器參數(shù)(PID 參數(shù))

??簡單靈活的試驗或設(shè)定點參數(shù)調(diào)整

??外部連接的I / 0處理

??使用電腦軟件進(jìn)行配置和設(shè)置

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
特點優(yōu)勢

??高剛度加載架

??被動或主動高度控制

??系統(tǒng)內(nèi)置 2 根剛性反力柱,以保持系統(tǒng)的剛性

??保證剪切過程中上帽的非常小旋轉(zhuǎn)

??閉環(huán)控制法向和剪切應(yīng)力

??用于試樣的低摩擦試樣滑環(huán)(k0 條件)

??執(zhí)行排水(恒定荷載)和不排水(恒定體積)試驗

??飽和條件下試樣頂部和底部有兩個孔隙水端口

??孔隙壓力測定

??提供不同粗糙度的透水石,即平面、帶凹槽、帶脊帶和帶嵌入銷

??高質(zhì)量和低摩擦的雙直線導(dǎo)軌用于確保強度和對齊,而不會在法向和剪切方向上傾斜

??高速動態(tài)控制器(2.5 kHz 或 10 kHz),用于監(jiān)測測量值和閉環(huán)控制,例如:載荷、位移、位置等

??應(yīng)用不同類型的波形,例如:正弦波、方波、三角波、半正弦波、鋸齒波、倒鋸齒波、矩形波和用戶定義的波形

??實時數(shù)據(jù)和圖表顯示

??用于將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)?PC 的以太網(wǎng)端口

??防止過載和超量程的保護(hù)功能

??使用多方向荷載傳感器的獨特剪切載荷測量

??多種升級選項,如彎曲元、直剪和試樣剪切應(yīng)變測量


亮點

??應(yīng)力 - 應(yīng)變閉環(huán)控制

??準(zhǔn)確 / 可重復(fù)的結(jié)果

??以太網(wǎng)連接到 PC 以進(jìn)行快速數(shù)據(jù)分析

??滿足所有試驗應(yīng)用的專用軟件

??方便的工作高度

??節(jié)能加載系統(tǒng)

??使用壽命長

??先進(jìn)的控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

??可執(zhí)行排水和不排水試驗


優(yōu)勢

??加載無需氣壓

??低噪音 - 靜音系統(tǒng)

??清潔、環(huán)保

??低維護(hù)

??易于使用

??提供機(jī)械或電氣零件備件

??CE 標(biāo)志

??無需液壓油

??無需水冷系統(tǒng)

技術(shù)參數(shù)
項目參數(shù)指標(biāo)
加載方式機(jī)電式
法向力5kN?
剪切力5kN
剪切速率0.0001~700 mm/min
精度等級0.1%
分辨率0.01 kN
頻率0.0001~1 Hz
沉降可達(dá)25mm (±12.5mm)
剪切位移可達(dá)25 mm (±12.5mm)
剪切位移可達(dá)26mm (±12.5mm)
位移分辨率0.001 mm
位移范圍100mm
圓柱試樣尺

?50 mm,?50,5mm(20.00 cm2) ,?60 mm (28.27cm2)

?63 mm (31.2 cm2),?66.8 mm (35.0cm2) ?70 mm, ?71.4 mm (40cm2)

?79 mm (50 cm2) ,? 94.9 mm (70 cm2) ,? 100mm

電腦接口以太網(wǎng)


軟件

GEOSYS 試驗軟件

系統(tǒng)通過 GEOsys 軟件進(jìn)行控制,該軟件根據(jù)用戶訂購的參數(shù),針對每個試驗?zāi)K進(jìn)行配置。軟件可對系統(tǒng)進(jìn)行控制,并記錄每個定義好的數(shù)據(jù)。軟件按照預(yù)設(shè)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(jié)構(gòu)化 Windows 指令對復(fù)雜的用戶可編輯的試驗序列進(jìn)行簡單的編程。

GEOsys 利用靈活的可編程系統(tǒng)來控制試驗設(shè)備,以協(xié)調(diào)各種試驗操作。靈活的操作面板提供了用于配置設(shè)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(jié)構(gòu),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(guān)鍵功能是,用戶可以通過圖形化用戶界面,使用結(jié)構(gòu)化的視窗操作,簡單、自主地編輯標(biāo)準(zhǔn)或復(fù)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(biāo)準(zhǔn)的硬件提供數(shù)據(jù)采集和過程控制。

多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)

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(guān)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(jī)構(gòu)

??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(guān) ASCII 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的選項

??即使在運行過程中,也可以對 PID 參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)材料的變化來優(yōu)化參數(shù)

??用戶角色分為管理、服務(wù)、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(guān)的軟件(例如 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX)

??用戶可在圖形用戶界面上,通過結(jié)構(gòu)化的視窗操作,簡單、自主地編程標(biāo)準(zhǔn)試驗或復(fù)雜試驗序列

??任意數(shù)量的通道或設(shè)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(jié)果等

??多語言:中文、英語、德語、俄語、波蘭語等


單剪模塊 (SIMPLE-DIRECT)

GEOsys設(shè)計用于閉環(huán)控制靜態(tài)和動態(tài)試驗,適用于材料試驗中的所有試驗,如應(yīng)力控制、應(yīng)變控制、任何類型的波形,如正弦、矩形、三角形和用戶自定義波形。它是控制和數(shù)據(jù)采集軟件,不同的模塊,滿足包含ASTM規(guī)范試驗等。


控制參數(shù)

法向載荷(軸向)和剪切載荷(水平)可以在三種不同的運行模式下以恒定、斜坡或循環(huán)模式運行:?速率控制? ??荷載控制? ??位移控制

根據(jù)客戶的需求,一個或多個模塊將與主軟件一起交付,例如:

??數(shù)據(jù)采集、處理和系統(tǒng)管理(DPD)模塊

??整合試驗階段(單階段、多階段或過度整合模式)

??靜態(tài)剪切模塊(位移或應(yīng)力控制)

??循環(huán)單剪試驗:恒定法向應(yīng)力試驗、恒定高度試驗(主動高度控制)、恒定法向剛度試驗 (CNS)、剪切應(yīng)力控制試驗(恒定、斜坡和循環(huán))、剪切位移控制(恒定、斜坡和循環(huán))、計算剪應(yīng)力

??低速蠕變試驗

循環(huán)動單剪

試驗數(shù)據(jù)

以下是在純松散干砂和循環(huán)位移控制試驗下進(jìn)行的動態(tài)單剪試驗的一些試驗結(jié)果示例。

循環(huán)動單剪

?法向應(yīng)力:50kPa? ?剪切位移:±0.1mm 和 1mm? ??頻率:0.5Hz


循環(huán)動單剪

?軸向力:50kPa? ??剪切位移:±1mm? ? ?頻率:1Hz

升級選項

??彎曲元:該系統(tǒng)能夠增配彎曲元,并使用其附件運行彎曲元試驗。 壓電元件可以很容易地集成在上帽和底座中,用于執(zhí)行彎曲元件或壓縮波速試驗。

多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)

直剪擴(kuò)展:通過額外的擴(kuò)展組件,該系統(tǒng)能夠?qū)Υ罂蛇_(dá)100mmx100mm的方形試樣或直徑可至100mm 的圓形試樣進(jìn)行直剪試驗。剪切盒由具有圓形或方形剛性壁的下部和上部剪切盒、適配器加載墊、兩個透水石、加載作動器、切土器、小車和用于飽和條件的水容器組成??商峁┯糜谥奔粼囼灥母郊榆浖囼?zāi)K,該模塊將在訂購此升級時交付。

多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)

??3-D荷載傳感器:可以選擇使用3維荷載傳感器,該傳感器可以直接放置在試樣底部,以測量試樣上的軸向和剪切載荷,而不受附加機(jī)械部件引起的任何摩擦的影響。


??荷載校準(zhǔn)組件:該校準(zhǔn)組件用于在用戶實驗室校準(zhǔn)法向和剪切荷載傳感器。它包括連接到主系統(tǒng)的機(jī)械部件,參考荷載傳感器裝進(jìn)系統(tǒng),可以由用戶或第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。


??局部剪切應(yīng)變測量:此升級選項使用兩個 LVDT,它們直接安裝在基座的頂部和底部,可以測量局部剪切應(yīng)變測量(雙重方法)。這是一種額外的剪切位移測量,比位于系統(tǒng)側(cè)面的 LVDT 測量精度更高。兩個LVDT都直接安裝在與底座相連的支架上。LVDT升級適用于所有試樣尺寸。


??溫控系統(tǒng):動態(tài)單剪系統(tǒng)或直剪系統(tǒng)有可能升級為在從 -25℃到100℃的各種溫度范圍內(nèi)的溫度控制下運行試驗。這種升級需要不同的配件 / 組件取決于主系統(tǒng),包括硬件和軟件。溫度單元可以用電腦控制,可以執(zhí)行任何類型的溫度試驗序列。

多功能循環(huán)動態(tài)單剪/直剪試驗系統(tǒng)(CSS)