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TSW -40型土壤真三軸試驗機(以下簡稱本機)主要用于研究土壤或碎石在三相應力(σ1、σ2、σ3)作用下的物理特性,可廣泛應用于大專院校、科研單位、工程現(xiàn)場或質量檢測等部門。
本機采用剛性和柔性并用的加載方式,理想的模擬了試樣在三相應力(σ1≠σ2≠σ3)作用下的受力狀態(tài)。
二.主要技術指標
| 序號 | 項 目 | 指 標 | |
| 1 | σ1 方 向 | 試驗力 kN | 40 |
| 試驗力分辨率 N | 1 | ||
| 試驗力精度 % | ±1 | ||
| 變形測量范圍 mm | 0-20 | ||
| 變形測量分辨率 mm | 0.01 | ||
| 變形測量精度 % | ±1 | ||
| 2 | σ2 方 向 | 試驗力 kN | 40 |
| 試驗力分辨率 N | 1 | ||
| 試驗力精度 % | ±1 | ||
| 變形測量范圍 mm | 0-20 | ||
| 變形測量分辨率 mm | 0.01 | ||
| 變形測量精度 % | ±1 | ||
| 3 | σ3 方 向 | 壓力 MPa | 0.8 |
| 變形測量范圍 mm | 0-20 | ||
| 變形測量分辨率 mm | 0.01 | ||
| 變形測量精度 % | ±1 | ||
| 4 | 加載速度控制范圍 N/min | 1-20 | |
| 5 | 加載速度控制精度 % | ±1 | |
| 6 | 變形速度控制范圍 mm/min | 0.001-1 | |
| 7 | 變形速度控制精度 % | ±1 | |
| 8 | 體變測量 | 進出水量 cc | 約200 |
| 分辨率 cc | 高于0.1 | ||
| 測量精度 % | 1 | ||
| 9 | 試樣規(guī)格(長×寬×高) mm | 120×120×120 | |
| 120×120×60 | |||
| 60×60×60 | |||
| 60×60×30 | |||
| 10 | 總功率 kW | 3 | |
三.主要功能
1.在三相應力(σ1、σ2、σ3)作用下的壓縮試驗;
2.測量在σ1方向施加在試樣上的力值和試樣的變形值;
3.測量在σ2方向施加在試樣上的力值和試樣的變形值;
4.測量在σ3方向施加在試樣上的壓力值和試樣的變形值;
5.計算機對力(壓力)和變形進行自動控制;
6.力(壓力)長時保持;
7.試驗數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、再現(xiàn)及繪制試驗曲線;
8.實時顯示試驗數(shù)據(jù)或試驗曲線;
9.打印試驗曲線和試驗報告;
10.測量試樣的體積變化(測定試樣的排水量);
11.測量孔隙水應力;
12.σ1、σ2、σ3任意路徑輸入。
四.結構原理及特點
本機主要由垂直(σ1方向)加載系統(tǒng)、水平(σ2方向)加載系統(tǒng)、液壓囊(σ3方向)加載系統(tǒng)、壓力室、計算機測控系統(tǒng)等部分組成。
1. 垂直(σ1方向)加載系統(tǒng)
垂直(σ1方向)加載系統(tǒng)主要由EDC全數(shù)字控制器、加載框架、高精度傳感器、光電式變形傳感器、日本伺服電機、機械(滾珠絲杠)傳動裝置等部件組成。
由計算機測控系統(tǒng)根據(jù)試驗程序控制伺服電機,通過傳動裝置對試樣施加試驗力,通過傳感器和變形傳感器進行反饋實現(xiàn)對力或變形的自動控制。
垂直加載框架采用浮動結構,并在σ1方向上向試樣施加對稱的試驗力,可實現(xiàn)在試驗過程中試樣中心點基本保持不動。
2. 水平(σ2方向)加載系統(tǒng)
同垂直(σ1方向)加載系統(tǒng)。
3. 液壓囊(σ3方向)加載系統(tǒng)
液壓囊(σ3方向)加載系統(tǒng)主要由EDC全數(shù)字控制器、交流伺服電機、減速機、滾珠絲杠、加載缸、壓力傳感器等部件組成。由計算機測控系統(tǒng)根據(jù)試驗程序控制伺服閥向試樣施加壓力,通過壓力傳感器進行反饋實現(xiàn)對σ3的自動控制,同時可自動測量雙向的壓縮量ε3。
本系統(tǒng)采用液壓囊進行柔性加載,對垂直(σ1方向)和水平(σ2方向)加載無干涉。
4. 壓力室
壓力室由室體和室蓋組成,由鋼材制成的壓力室保證了試驗的安全。室蓋與室體的連接采用卡箍式結構,裝卸試樣方便。部分傳感元件安裝在壓力室內。
5. 計算機測控系統(tǒng)
計算機測控系統(tǒng)是試驗機的控制中心,由計算機、打印機、德國DOLI公司EDC全數(shù)字控制器、放大器等組成,可實現(xiàn)試驗全過程的自動控制,可進行試驗數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、再現(xiàn)及繪制試驗曲線,可實時顯示試驗數(shù)據(jù)或試驗曲線,并通過打印機打印試驗曲線和試驗報告。
6.特點
采用三臺德國DOLI公司EDC型全數(shù)字伺服控制器分別控制σ1、σ2,并配備三套日本*伺服電機和功率放大器作為執(zhí)行元件,實現(xiàn)了全伺服控制,使得整機自動化程度高、穩(wěn)定可靠、故障率低。
在垂直(σ1方向)加載框架和水平(σ2方向)加載框架采用浮動結構,σ3方向采用液壓囊性加載,實現(xiàn)了在試驗過程中試樣中心點基本保持不動;
實現(xiàn)了試樣三個方向端面中心變形量的測量;
有效地解決了測量試驗力和試樣變形的過程中存在的溫度漂移和時間漂移問題。
采用機械和氣動加載方式,噪聲低,對環(huán)境無污染,對操作者無傷害。
五.主要配置:
| 名 稱 | 數(shù)量 | 備 注 | |
| 壓力室 | 1套 |
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| 垂直加載系統(tǒng) | 1套 |
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| 其 中 | 伺服電機 | 1臺 | 日本原裝 |
| 高精度力傳感器 | 1臺 | 40kN | |
| 光電式變形傳感器 | 1臺 | 日本原裝 | |
| 減速機 | 1臺 |
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| 浮動框架及平衡裝置 | 1套 |
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| 附、備件 | 1套 | 含壓板、橡皮膜 | |
| 水平加載系統(tǒng) |
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| 其 中 | 伺服電機 | 1臺 | 日本原裝 |
| 高精度力傳感器 | 1臺 | 40kN | |
| 光電式變形傳感器 | 1臺 | 日本原裝 | |
| 減速機 | 1臺 |
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| 浮動框架 | 1套 |
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| 附、備件 | 1套 | 含壓板、橡皮膜 | |
| 氣動加載系統(tǒng) | 1套 | 不含氮氣鋼瓶 | |
| 其 中 | 電控氣動比例閥 | 1件 |
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| 變形傳感器 | 2件 |
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| 壓力傳感器 | 1件 |
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| 減壓及濾清裝置 | 1套 |
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| 附、備件 | 1套 |
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| 計算機測控系統(tǒng) | 1套 |
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| 其 中 | 聯(lián)想計算機 | 1臺 | PⅣ/CPU3/80GB/17″純平 |
| 激光打印機 | 1臺 | 惠普1010 | |
| EDC數(shù)字控制器 | 2臺 | 德國DoLi公司原裝 | |
| 試驗軟件 | 1套 |
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| 配套電纜 | 1套 |
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| 電氣拖動系統(tǒng) | 1套 |
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| 技術文件 | 1套 | 說明書、合格證、裝箱單 | |