伺服電機(jī)控制的靜三軸試驗(yàn)系統(tǒng)

產(chǎn)品介紹：

伺服電機(jī)控制的靜三軸試驗(yàn)系統(tǒng)MINIDYN是英國(guó)GDS公司的靜三軸儀，是室內(nèi)巖土試驗(yàn)室進(jìn)行靜三軸試驗(yàn)的理想儀器。三軸試驗(yàn)指的是使用土工三軸儀測(cè)試試件在某一固定周圍壓力下的抗剪強(qiáng)度，根據(jù)三個(gè)以上試件在不同周圍壓力下測(cè)得的抗剪強(qiáng)度，利用摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的土動(dòng)力性質(zhì)試驗(yàn)。MINIDYN靜三軸試驗(yàn)儀配置改進(jìn)版的Bishop & Wesley應(yīng)力路徑壓力室，采用高精度伺服電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Bishop & Wesley應(yīng)力路徑系統(tǒng)所采用的壓力/體積控制器施加方式施加軸向荷載，整個(gè)過(guò)程均由計(jì)算機(jī)控制，確保靜態(tài)三軸試驗(yàn)精度更高，試驗(yàn)過(guò)程更穩(wěn)定，是一套能完成zui嚴(yán)苛試驗(yàn)要求的靜三軸測(cè)試系統(tǒng)。

利用已有的*技術(shù)，GDS公司開發(fā)了這種新型的由計(jì)算機(jī)控制的三軸試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括軟件、GDS靜態(tài)Minidyi加載系統(tǒng)，廉價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)型壓力控制器（STDTTS40)或高級(jí)型壓力控制器（ADVTTS40）這兩個(gè)壓力控制器按照以下方式連接計(jì)算機(jī)和壓力室：

● 一個(gè)用來(lái)控制圍壓

● 一個(gè)用來(lái)設(shè)置反壓和測(cè)量體積變化

所有的數(shù)據(jù)采集裝置都是內(nèi)置在系統(tǒng)中的。系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)顯示的圖形控制試驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理則通過(guò)軟件來(lái)完成。同時(shí)，儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)可以通過(guò)Excel或其他電子表格文件進(jìn)行處理。

系統(tǒng)配置：

MINIDYN基本配置如下：

1. GDS 靜態(tài)Minidyn主機(jī)，改進(jìn)Bishop & Wesley型應(yīng)力路徑三軸壓力室，通過(guò)壓力室底部的驅(qū)動(dòng)器施加軸向力和軸向變形。然而應(yīng)力路徑壓力室是液壓驅(qū)動(dòng)的，通過(guò)一體化軸向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)螺桿。

40kN/1700kPa/38/50/70/100mm系統(tǒng)包括直徑為38mm、50mm、70mm和100mm的底座和試樣帽（包括拉伸試樣帽）?？梢愿鼡Q的水下荷重傳感器（訂購(gòu)時(shí)用戶可以根據(jù)需要選擇不同的量程，可以選擇的量程有1、2或4、8、16、32或40kN），量程為2000kPa的孔壓傳感器和量程為±50mm的軸向位移傳感器。

● 一個(gè)圍壓控制器

● 一個(gè)反壓控制器

● GDS RS232多路轉(zhuǎn)換器（該轉(zhuǎn)換器只在使用GDS標(biāo)準(zhǔn)型控制器時(shí)需要）。

● 用來(lái)采集傳感器讀數(shù)的8通道數(shù)據(jù)采集板（DTI或zui近開發(fā)的采集板）。

● 適合于Windows 95/NT或以上版本使用的GDSLAB控制軟件

2. 用戶也可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要，選擇不同的電機(jī)控制的靜三軸儀配置方案：

3. 可以選擇的軸向荷載范圍：10kN/16kN/20kN/40kN/60kN。
4. 可以選擇的額定圍壓：2000kPa/5000kPa。
5. 可以適用的試樣尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸38/50/70/100mm ,可以選擇的zui大尺寸100mm (其它尺寸也可以根據(jù)需要訂做)。

系統(tǒng)特征：

電機(jī)控制的靜三軸試驗(yàn)系統(tǒng)具有如下特征：

● 面積自動(dòng)校正。該系統(tǒng)通過(guò)體積變化和軸向位移計(jì)算當(dāng)前試樣的平均面積。該值將用于所有的控制計(jì)算。平均面積定義為同等高度同等體積的圓柱體的橫截面積。體積變化的分辨率為1mm3

● 孔壓通過(guò)連接在底座上的孔壓傳感器測(cè)量

● 測(cè)量體積變化的分辨率是1mm3

● 通過(guò)測(cè)量三軸壓力室中內(nèi)置水下荷重傳感器的軸向力來(lái)消除摩擦的影響

● 傳統(tǒng)的U-U，C-U和C-D試驗(yàn)在壓縮和拉伸試驗(yàn)中都可以通過(guò)應(yīng)變和應(yīng)力兩種方式來(lái)進(jìn)行控制

● 該系統(tǒng)可以完成一個(gè)單一的連續(xù)的線性應(yīng)力路徑試驗(yàn)。在每個(gè)路徑的終止階段，通過(guò)用戶的自定義可以完成多個(gè)連續(xù)的線性路徑

● 系統(tǒng)也可以通過(guò)采用Rowe & Barden型固結(jié)儀完成應(yīng)變速率不變的固結(jié)試驗(yàn)。要完成該試驗(yàn)需要更換軟件和壓力室

系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

該套新型的由計(jì)算機(jī)控制的MINIDYN靜三軸儀有許多優(yōu)點(diǎn)，主要包括：

● 易于安裝和使用

● 電纜和管路的數(shù)量減少到zui少

● 系統(tǒng)的電子和水路聯(lián)結(jié)都是開放式的，很容易看到，沒有隱藏在面板后面

● 試驗(yàn)既可以通過(guò)人工操作完成，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成

三軸儀軟件：

MINIDYN伺服電機(jī)控制的靜三軸儀配套軟件是GDS公司自主研發(fā)的GDSLAB控制器軟件及GDSLAB REPORTS處理軟件。

GDSLAB控制器軟件可以選擇的模塊包括：

● 等變飽和

● 各向同性和各向異性固結(jié)試驗(yàn)

● 不固結(jié)-不排水

● 固結(jié)-不排水，帶孔壓測(cè)量

● 固結(jié)-排水，帶體變測(cè)量

● 低頻循環(huán)加載試驗(yàn)

● 應(yīng)力路徑試驗(yàn)

● B檢測(cè)

圖2 GDSLAB控制器軟件

GDSLAB REPORTS處理軟件是符合英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（例如BS1377）的三軸、剪切和固結(jié)試驗(yàn)處理軟件包。該程序可以用來(lái)處理保存在GDSLAB數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)人工輸入的數(shù)據(jù)。

圖3 GDSLAB REPORTS處理軟件