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動單剪測試系統31-WF7500

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

供電： 110-220 V 50-60 Hz 1ph

動態單剪測試系統通常用于科研使用，因為它非常容易模擬許多不同的現場應力狀態，從而研究土體的動態特性，如：

-  以層狀粘土為特征的大陸架斜坡在地震時的穩定性

-  循環荷載下粘性土的剪應力退化

-  在循環荷載下評價砂土液化參數

動單剪是一種平面應變儀。剪切應變是由試樣底部相對頂部的水平運動引起的。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動有關。

該系統設計允許試樣進行固結，然后在不排水條件下進行剪切。

試樣：

標準試樣尺寸為直徑70mm的試樣。配置轉換套件（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），試樣的徑向采用銅質疊環限制。

剪切階段：

剪切過程中，疊環相對滑動，如下圖所示。

剪切過程中，軸向作動器采用閉環控制來確保試樣的高度保持恒定。可以對干燥樣或者飽和試樣進行恒定體積測試。

動單剪設備31-WF7500中試樣的應力狀態

主要特點：

• 恒定直徑測試性能
• 該系統可以進行動態和靜態單剪測試：等體積下進行應變控制、 恒定軸向應力下控制剪切應變、恒定軸向應力下控制力和任何疊加的靜態剪應力
• 動態頻率可達10 Hz (取決于測試條件及試樣狀態)
• 5kN水平剪切和軸向作動器
• 5kN力傳感器，與作動器安裝在一起，精度為1N

系統主要組成部分：

（1）動單剪設備主機

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

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

（2）集成多軸控制系統 (IMACS)

集成多軸控制系統(IMACS)）是一個緊湊的獨立單元，為測試和傳感器提供所有關鍵的控制、設置時間和數據采集功能。

數據采集模塊包含6個標準化(±10 V范圍)傳感器輸入通道。這些數字化通道通過精確高速20位轉換器，用于數據分析和展示。

控制模塊包含4個反饋控制通道。其中兩個專門用于作動器進行軸向力/位移，其他兩個用于水平力/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進行通訊，提高了工作的速度和靈活性。

在電腦的監督下，IMACS自動控制 加載進行各種類型的試驗。IMACS直接控制伺服閥 施加所需的加載速率或者波形。加載時IMACS捕捉到傳感器的數據并進行轉換，通過 USB或 RS232傳輸到電腦中用于處理、顯示和儲存。

（3）力傳感器

兩個5kN的力傳感器分別與軸向和剪切作動器裝配在一起。它們配備了一個信號調解器，允許在數據采集系統內更換或移除傳感器，而無需重新校準。精確到1 N。

（4）位移傳感器

±15 mm的位移傳感器內置在每個作動器上來測量作動器的位移，并提供反饋控制。

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

（5）在線信號調節

這個單元將傳感器的輸出標準化，允許傳感器從一個通道轉移到另一個通道而無需重新標定。

總之，系統包含如下部分：

-    動單剪主機，帶5kN軸向和水平剪切作動器

-    試樣制備配件

-    力和位移傳感器

-    控制和數據采集系統

-    軟件和控制電腦

技術參數：

-  動單剪主機：落地安裝，不銹鋼框架，包括集成雙驅剪切和軸向氣動作動器。每個帶一個+/-15mm 內部位移傳感器 (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 的需要配置轉換套件)

-  最大力: 水平和軸向都是 ±5 kN

-  動態頻率: 可達 10 Hz (取決于測試和試樣狀態)

-  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

測試曲線：

設置參數

固結階段：圖中顯示了軸向應力，誘導孔壓、軸向力和剪切力vs 時間

循環剪切階段：圖中顯示了軸向應力、誘導孔壓、軸向力和水平剪切力 vs 循環數

線性位移剪切階段： 圖中顯示了軸向應力、誘導孔壓、軸向力、水平力 vs  時間