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動(dòng)單剪測(cè)試系統(tǒng)31-WF7500

PC 控制，帶集成多軸控制系統(tǒng)，安裝在機(jī)柜中，包含用于70mm試樣的適配器。

供電： 110-220 V 50-60 Hz 1ph

動(dòng)態(tài)單剪測(cè)試系統(tǒng)通常用于科研使用，因?yàn)樗浅Ｈ菀啄M許多不同的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力狀態(tài)，從而研究土體的動(dòng)態(tài)特性，如：

-  以層狀粘土為特征的大陸架斜坡在地震時(shí)的穩(wěn)定性

-  循環(huán)荷載下粘性土的剪應(yīng)力退化

-  在循環(huán)荷載下評(píng)價(jià)砂土液化參數(shù)

動(dòng)單剪是一種平面應(yīng)變儀。剪切應(yīng)變是由試樣底部相對(duì)頂部的水平運(yùn)動(dòng)引起的。試樣直徑保持恒定，因而試樣的體積變化只與上加載板的軸向運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許試樣進(jìn)行固結(jié)，然后在不排水條件下進(jìn)行剪切。

試樣：

標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸為直徑70mm的試樣。配置轉(zhuǎn)換套件（31-WF7500/1）也可以用作直徑50mm的試樣。

試樣安裝于帶有與三軸試樣相同的頂蓋的基座上，并套上橡膠膜，用O型圈密封。

為了保證恒定直徑（K0狀態(tài)），試樣的徑向采用銅質(zhì)疊環(huán)限制。

剪切階段：

剪切過程中，疊環(huán)相對(duì)滑動(dòng)，如下圖所示。

剪切過程中，軸向作動(dòng)器采用閉環(huán)控制來確保試樣的高度保持恒定。可以對(duì)干燥樣或者飽和試樣進(jìn)行恒定體積測(cè)試。

動(dòng)單剪設(shè)備31-WF7500中試樣的應(yīng)力狀態(tài)

主要特點(diǎn)：

• 恒定直徑測(cè)試性能
• 該系統(tǒng)可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)單剪測(cè)試：等體積下進(jìn)行應(yīng)變控制、 恒定軸向應(yīng)力下控制剪切應(yīng)變、恒定軸向應(yīng)力下控制力和任何疊加的靜態(tài)剪應(yīng)力
• 動(dòng)態(tài)頻率可達(dá)10 Hz (取決于測(cè)試條件及試樣狀態(tài))
• 5kN水平剪切和軸向作動(dòng)器
• 5kN力傳感器，與作動(dòng)器安裝在一起，精度為1N

系統(tǒng)主要組成部分：

（1）動(dòng)單剪設(shè)備主機(jī)

主機(jī)包括動(dòng)單剪荷載架、帶有軸向和水平向加載控制閥的空氣接收器、兩個(gè)5kN作動(dòng)器，內(nèi)置在一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的落地機(jī)柜中，集成多軸控制系統(tǒng)（IMACS）和電腦也放置在其中。軸向和水平剪切方向的作動(dòng)器固定在荷載架上，作為反力架。每個(gè)作動(dòng)器包含一個(gè)內(nèi)部位移傳感器，將作動(dòng)器的位置信息反饋到電腦上。這對(duì)安裝試樣時(shí)非常重要，它允許你在測(cè)試期間設(shè)置足夠的行程。

試樣安裝區(qū)域的上半部分是剛性固定的，并且在線性軸承中放置一個(gè)直徑50mm的垂直滑塊，允許軸向運(yùn)動(dòng)，但防止水平運(yùn)動(dòng)。下半部分安裝在滾子軸承上的方式與標(biāo)準(zhǔn)直剪儀相同。

（2）集成多軸控制系統(tǒng) (IMACS)

集成多軸控制系統(tǒng)(IMACS)）是一個(gè)緊湊的獨(dú)立單元，為測(cè)試和傳感器提供所有關(guān)鍵的控制、設(shè)置時(shí)間和數(shù)據(jù)采集功能。

數(shù)據(jù)采集模塊包含6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化(±10 V范圍)傳感器輸入通道。這些數(shù)字化通道通過精確高速20位轉(zhuǎn)換器，用于數(shù)據(jù)分析和展示。

控制模塊包含4個(gè)反饋控制通道。其中兩個(gè)專門用于作動(dòng)器進(jìn)行軸向力/位移，其他兩個(gè)用于水平力/位移。

所有模塊都有自己專門的高速USB(10MB/s)或者RS232接口。這就允許不間斷的同時(shí)進(jìn)行通訊，提高了工作的速度和靈活性。

在電腦的監(jiān)督下，IMACS自動(dòng)控制 加載進(jìn)行各種類型的試驗(yàn)。IMACS直接控制伺服閥 施加所需的加載速率或者波形。加載時(shí)IMACS捕捉到傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過 USB或 RS232傳輸?shù)诫娔X中用于處理、顯示和儲(chǔ)存。

（3）力傳感器

兩個(gè)5kN的力傳感器分別與軸向和剪切作動(dòng)器裝配在一起。它們配備了一個(gè)信號(hào)調(diào)解器，允許在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)更換或移除傳感器，而無需重新校準(zhǔn)。精確到1 N。

（4）位移傳感器

±15 mm的位移傳感器內(nèi)置在每個(gè)作動(dòng)器上來測(cè)量作動(dòng)器的位移，并提供反饋控制。

軸向位移傳感器的校準(zhǔn)超過±2.5 mm，用于控制和保持試樣高度。精度到1μm。

（5）在線信號(hào)調(diào)節(jié)

這個(gè)單元將傳感器的輸出標(biāo)準(zhǔn)化，允許傳感器從一個(gè)通道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)通道而無需重新標(biāo)定。

總之，系統(tǒng)包含如下部分：

-    動(dòng)單剪主機(jī)，帶5kN軸向和水平剪切作動(dòng)器

-    試樣制備配件

-    力和位移傳感器

-    控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

-    軟件和控制電腦

技術(shù)參數(shù)：

-  動(dòng)單剪主機(jī)：落地安裝，不銹鋼框架，包括集成雙驅(qū)剪切和軸向氣動(dòng)作動(dòng)器。每個(gè)帶一個(gè)+/-15mm 內(nèi)部位移傳感器 (精度:0.01 mm)。頂帽固定，底座安裝在滾子軸承上

-  試樣尺寸: 直徑70 mm (50 mm 的需要配置轉(zhuǎn)換套件)

-  最大力: 水平和軸向都是 ±5 kN

-  動(dòng)態(tài)頻率: 可達(dá) 10 Hz (取決于測(cè)試和試樣狀態(tài))

-  總體尺寸: 1500 x 700 x 1200 mm (寬x 深x高)

-  供電要求: 240 或110 V, 50-60 Hz, 1 ph

-  重量: 約350 kg

測(cè)試曲線：

設(shè)置參數(shù)

固結(jié)階段：圖中顯示了軸向應(yīng)力，誘導(dǎo)孔壓、軸向力和剪切力vs 時(shí)間

循環(huán)剪切階段：圖中顯示了軸向應(yīng)力、誘導(dǎo)孔壓、軸向力和水平剪切力 vs 循環(huán)數(shù)

線性位移剪切階段： 圖中顯示了軸向應(yīng)力、誘導(dǎo)孔壓、軸向力、水平力 vs  時(shí)間