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多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)

设备名称:多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)
制  造  商:德国APS-WILLE Geotechnik

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商品描述

设备名称:多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)
制  造  商:德国APS-WILLE Geotechnik





符合规范:ASTM D-6528


德国WILLE多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)独立的机电试验系统拥有坚固的结构,包括2个(可升级成3)动态作动器和高质量的机械和电子元件, 能够获得重复性良好的试验结果,高品质使其适用于科研和常规的试验应用。

多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)可以对直径大可达150mm(单剪试验)的不同试样尺寸进行试验,并且还可以运行直径大可达100mm试样尺寸的直剪试验。加载架是一种具有高刚度的重型结构,以减少在动态重复加载试验期间可能影响测量精度的挠度和振动。


多功能循环单/直剪试验系统 (DSS)通过电机动态作动器施加垂直和水平独立荷载,使每个轴能够以位移(应变或速度)模式以及荷载控制模式进行控制。该系统的主要优点是准确测试土力学参数,而剪切试验组件之间没有倾斜和摩擦。高质量和低摩擦的双线性导轨用于确保强度和对齐,而不会在法向和剪切方向上倾斜。

正应力和剪应力由电机驱动系统闭环控制。


圆柱形试样安装在橡皮膜内并固定在封闭的抛光低摩擦特氟龙涂层环内(也可提供带丝网的橡皮膜),试样的水平直径保持恒定(恒定截面面积),而在垂直沉降过程中允许收缩。剪切应力是通过水平运动产生的,该运动在试样底部施加。 两片透水石位于试样的顶部和底部,顶部和底部的两个孔隙水端口方便饱和试样。
该系统配备GEOsys软件,用户可以全自动运行所有试验阶段,并且在试验过程中无需操作人员参与。


产品特点

▍高刚度加载架
▍被动或主动高度控制
▍系统内置 2 根刚性反力柱,以保持系统的刚性
▍剪切过程中上压板保持不动
▍闭环控制法向和剪切应力
▍用于限制试样的低摩擦试样滑环(k0 条件)
▍执行排水(恒定荷载)和不排水(恒定体积)试验
▍顶部和底部两个孔隙水端口,用于饱和
▍提供不同粗糙度的透水石,即平面、带凹槽、带脊带和带嵌入销
▍独特的多向荷载传感器进行剪切载荷测量
▍高质量和低摩擦的双直线导轨用于确保强度和对齐,而不会在法向和剪切方向上倾斜
▍高速动态控制器(2.5 kHz 或 10 kHz),用于监测测量值和闭环控制,例如:载荷、位移、位置等
▍应用不同类型的波形,例如:正弦波、方波、三角波、半正弦波、锯齿波、倒锯齿波、矩形波和用户定义的波形
▍实时数据和图表显示
▍用于将数据快速传输到 PC 的以太网端口
▍防止过载和超量程的安全保护功能


亮点
优势
可升级选项

•应力 - 应变闭环控制
•准确 / 可重复的结果
•以太网连接到 PC 以进行快速数据分析
•满足所有试验应用的专用软件
•高刚度加载架
•方便的工作高度
•节能系统
•使用寿命长
•先进的控制和数据采集系统
•可执行排水和不排水试验

•加载无需气压
•低噪音 - 静音系统
•清洁、环保
•低维护
•易于使用
•提供机械或电气零件备件
•CE 标志
•无需液压油
•无需水冷系统

•双向动态单剪试验组件
•弯曲元件试验组件
•直剪试验扩展组件
•试样剪切应变测量
•低温和高温温度控制组件
•用于轴向和剪切载荷的3维荷载传感器
•荷载校准组件

软件系统由GEOsys软件进行控制,软件根据客户的配置进行了特定的设置。软件按照预设的试验方法控制系统并采集测试数据

安全功能•紧急停止按钮,遇不安全状况时,用户 可以立即停止系统  •限位,由软件设置限位,以保护操作人 员的安全、保证设备安全、例如过载或位移超限

试验列表:循环单剪  静态单剪  主动高度控制  恒定法向刚度试验  直剪试验  多阶段试验  低速 / 蠕变试验  用户定义波形试验  通过位移、应变或载荷控制的轴向压缩和剪切载荷



主要配置

① 电机刚性加载架
② 两根不锈钢立柱,保持系统刚性
③ 直线导轨,进一步支撑系统
④ 高质量和低摩擦的双直线导向机构,确保强度和对齐,而不会在法向和剪切方向上倾斜
⑤ 上横梁
⑥ 直剪试验夹具
⑦ 单剪试验夹具
⑧ 轴向荷载传感器
⑨ 轴向位移传感器
⑩ 电源开关按钮
高速动态控制器(集成到加载架内)
软件(未显示)


多功能循环单/直剪试验系统
多功能循环单/直剪试验系统装置是一种具有非常高刚度的自动化系统,包括两个高质量的伺服电机作动器,用于执行垂直载荷(静态和动态)和水平剪切载荷(静态和动态)。具有高分辨率和闭环控制率的电机作动器产生闭环应变和应力控制的静态轴向载荷和应变,以及应力控制的剪切力。
垂直载荷由连接到试样顶部的作动器执行,该作动器刚性固定以防止水平运动,并且仅以高精度执行垂直载荷。它包含一个高分辨率内部位移传感器,以高精度测量活塞沿试样高度的运动。
另一个作动器对试样底部施加水平载荷并引起剪切应变。该作动器刚性固定,可防止任何垂直运动,仅以高精度施加水平载荷,它还包括一个高分辨率内部位移传感器,用于准确测量运动。


主要特点
多功能循环单/直剪试验系统的主要优点是准确测试土壤参数,剪切试验组件之间没有倾斜和摩擦。
高质量和低摩擦的双线性导轨用于确保强度和对齐,而不会在法向和剪切方向上倾斜。确保了剪切过程中上帽变形非常小。以上性能使其成为科研应用的独特系统。



剪切荷载传感器
特殊设计的剪切载荷测量,将两个刚性扁平二维荷载传感器组合成一块板,尽可能靠近试样,以更准确地测量剪切载荷。试样和荷载传感器之间没有任何衬套或轴承,因此测量非常准确,没有线性导轨的摩擦影响。
双荷载传感器配置排除了试验和测量期间剪切轴内的任何摩擦和倾斜误差测量。

K0 条件
低摩擦聚四氟乙烯涂层试样滑环,用于限制试样,确保恒定的横截面积(K0 条件)。


峰值控制
先进的动态控制器从每个加载循环中获取反馈,即使在试验过程中试样的刚度发生变化,下一个加载循环也具有恒定的应力。


高度控制
该系统拥有精良双滚珠轴承,有助于定位轴向荷载传感器,而不受线性导轨摩擦的影响。
由于剪切力传感器位于试样下方,轴向力传感器距离试样很近不会影响测量,可确保在循环试验期间以与水平作动器相同的速度或闭环控制时间实时控制高度。剪切过程中试样的高度变化不应超过初始高度的0.05%。


上压盘保持稳定
系统的主要优点是准确试验土力学参数,剪切试验组件之间没有倾斜和摩擦。高质量和低摩擦的双线性导轨可以确保强度和对齐,而不会在法向和剪切方向上倾斜。确保了剪切过程中上帽变形最小。以上所有性能使其成为科研应用的独特系统。




技术参数

加载方式

电机
法向力5kN / 10kN
剪切力5kN / 10kN
精度等级0.1%
荷载分辨率<0.00001kN
频率0.0001~5 Hz
速率范围0.0001~2000 mm/min
分辨率0.01 N
沉降可达25 mm (±12.5mm)
剪切位移可达30 mm (±15mm)
位移分辨率0.001 mm
位移范围
50 mm
圆柱试样尺Ø50 mm,Ø50,5mm(20.00 cm²) ,Ø60 mm (28.27cm²)
Ø63 mm (31.2 cm²),Ø66.8 mm (35.0cm²) Ø70 mm, Ø71.4 mm (40cm²)
Ø79 mm (50 cm²) ,Ø 94.9 mm (70 cm²) ,Ø 100mm,Ø 150mm
电脑接口以太网


单剪夹具
透水石的类型取决于试样类型和可应用于试样的应力条件。具有不同粗糙度和表面结构(即平面、凹槽、脊带和针盘)的透水石有不同的用途。
请注意,我们的标准报价包括烧结平面盘,请在报价时选择您想要的透水石类型。
试验设置夹具包括:
低摩擦试样滑环(特氟龙涂层)
1 个底座:带透水石,有两个用于冲刷的孔隙水通道
1 个上帽:带透水石,有两个用于冲刷的孔隙水通道
2 片针板型不锈钢透水石


防扰动支架
可调支撑架的设计和制造的目的是尽可能减少对试样的扰动,此功能不包括在标准配置中,须单独订购。试验组件将底座和上帽固定在一起。带着试样装到主机上以后,再将支架拆走。


试样制备组件
在试样制备过程中施加真空,将橡皮膜紧贴对瓣模内壁。 注意:也可根据需求提供带金属丝网的增强膜(NGI 型)
试样制备组件 : 固定夹、橡皮膜、撑环、O 型圈、滤纸、对瓣模、固定螺丝




核心优势
超硬结构
通过使用双向导轨,在剪切试验期间上帽的变形最小化
该系统可用正弦波、方波、三角波、正弦波、锯齿波、倒锯齿波、矩形波和用户定义的波形在荷载控制和位移控制下执行循环试验
法向轴和剪切轴独立控制
直接测量剪切力,不受直线导轨和其他部件的摩擦影响
法向和剪切位移闭环控制
法向轴和剪切轴同时控制,频率可达 5Hz
独特的二维剪力传感器
可控制反压
实时高度控制,前文介绍的功能可确保在循环试验期间以与水平作动器相同的速度或闭环控制时间实时控制高度。剪切过程中试样的高度变化不应超过初始高度的 0.05%。
K-0 条件,用于限制试样的低摩擦特氟龙涂层试样滑环确保恒定的横截面积
峰值控制,先进的动态控制器,测得来自每个加载循环的反馈,即使在试验期间试样的刚度发生变化时,下一个加载循环还可以保持恒定的应力
在保持试样法向应力或高度的情况下,对试样施加循环水平位移或周期水平力的循环单剪试验
用于将数据快速传输到 PC 的以太网端口


数据采集系统

数字高速高分辨率可扩展实时控制和数据采集系统,24位分辨率,高达10KHz 的控制和数据采集。动态控制器适用于电机控制系统和液 压控制系统。可驱动±10V的液压设备,能够采集各种传感器的信号,例如荷载传感器、LVDT、应变计、引伸计、热电偶等。

控制器功能强大,允许通过智能传感器插头对测量传感器和控制参数进行模块化设计,模块可存储校准参数,因此可以根据试验需求灵活使用。

  

主要特点

▍多达32个低噪声闭环控制通道,用于静态和动态试验

▍每个轴24位分辨率(例如,力、位移、压力、应变等)

▍具有数字控制器参数设置和所有控制功能之间的无扰切换

▍所有控制功能之间平滑转换

▍完整、同步传输数据,无任何数据丢失

▍数字可调控制器参数(PID 参数)

▍简单灵活的试验或设定点参数调整

▍外部连接的I / 0处理

▍使用电脑软件进行配置和设置


GEOSYS 软件 (剪切试验模块)

GEOsys 是 Windows 版多功能模块化控制和数据采集 软件。通过图形用户界面上的结构化 Windows 指令对 复杂的用户可编辑的试验序列进行简单的编程。

GEOsys 利用灵活的可编程系统来控制试验设备,以协 调各种试验操作。灵活的操作面板提供了用于配置设备 的工具,用于执行加载过程的编辑器以及用于数据分析、 显示和日志的功能。

该软件支持试验环境的模块化结构,从而实现灵活的配 置,满足用户特定的需求。 该软件的重要关键功能是,用户可以通过图形化用户界 面,使用结构化的视窗操作,简单、自由地编辑标准或 复杂试验序列。Geosys 软件拥有强大的功能,它不仅与我们的产品兼容,而且 还可以与其他制造商的硬件一起使用,从而为类似或更 高标准的硬件提供数据采集和过程控制。


主要特点

▍独特的平台,可以执行所有满足用户需求的动态和静态试验,无论是土壤、沥青、岩石还是其他相关的建筑材料

▍控制和数据采集软件

▍所有连接的作动器同时循环

▍免费的可编程试验序列控制和公式编辑器(升级版)

▍使用并行配置通道,为每个通道提供完整的实时数据采集和闭环控制

▍灵活易用

▍同类厂商的配套功能

▍有关 ASCII 数据转换的选项

▍即使在运行过程中,也可以对 PID 参数进行调整,以适应材料的变化来优化参数

▍用户角色分为管理员、服务人员、开发人员、实验室助手,方便管理,减少出错的几率

独立于操作系统平台的软件(例如可用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX)

▍用户可在图形用户界面上,通过结构化的视窗操作,简单、自由地编程标准试验或复杂试验序列

▍任意数量的通道或设备,同步且独立的实时、闭环控制,例如轴向荷载、围压、孔隙水压力以及孔隙气压等

▍管理用户配置的硬件、传感器、计算结果等

▍多语言:中文、英语、德语、俄语、波兰语等


循环剪切试验模块 (SIMPLE-DIRECT)
GEOsys 专为材料试验中所有试验应用的闭环控制静态和动态试验而设计,例如应力控制、应变控制、任何类型的波形,如正弦波、矩形波、三角形波和预定义波。
它是控制和数据采集软件,还具有不同的模块来根据 ASTM 运行试验。


控制参数
法向载荷(轴向)和剪切载荷(水平)可以在三种不同的运行模式下以恒定、斜坡或循环模式运行:速率控制   力控制   位移控制

根据客户的需求,一个或多个模块将与主软件一起交付,例如:
数据采集、处理和系统管理模块
整合试验阶段(单阶段、多阶段或过度整合模式)
静态剪切模块(位移或应力控制)
循环单剪试验:恒定法向应力试验、恒定高度试验(主动高度控制)、恒定法向刚度试验 (CNS)、剪切应力控制试验(恒定、斜坡和循环)、剪切位移控制(恒定、斜坡和循环)、计算剪应力
低速蠕变试验



试验数据
以下是在纯松散干砂和循环位移控制试验下进行的动态单剪试验的一些试验结果示例。
法向应力:50kPa  

剪切位移±0.1mm 和 1mm   

频率0.5Hz


轴向力50kPa
剪切位移±1mm
频率1Hz



可升级选项

弯曲元:该系统能够增配弯曲元,并使用其附件运行弯曲元试验。 压电元件可以很容易地集成在上帽和底座中,用于执行弯曲元件或压缩波速试验。

直剪扩展:通过额外的扩展组件,该系统能够对大可达100mmx100mm的方形试样或直径可至100mm 的圆形试样进行直剪试验。剪切盒由具有圆形或方形刚性壁的下部和上部剪切盒、适配器加载垫、两个透水石、加载作动器、切土器、小车和用于饱和条件的水容器组成。可提供用于直剪试验的附加软件试验模块,该模块将在订购此升级时交付。

3-D 荷载传感器:可以选择使用 3 维荷载传感器,该传感器可以直接放置在试样底部,以测量试样上的轴向和剪切载荷,而不受附加机械部件引起的任何摩擦的影响。

荷载校准组件:该校准组件用于在用户实验室校准法向和剪切荷载传感器。它包括连接到主系统的机械部件,参考荷载传感器装进系统,可以由用户或第三方机构进行校准。

局部剪切应变测量:此升级选项使用两个 LVDT,它们直接安装在基座的顶部和底部,可以测量局部剪切应变测量(双重方法)。这是一种额外的剪切位移测量,比位于系统侧面的 LVDT 测量精度更高。两个 LVDT 都直接安装在与底座相连的支架上。LVDT 升级适用于所有试样尺寸。

温控系统:动态单剪系统或直剪系统有可能升级为在从 -25℃到100℃的各种温度范围内的温度控制下运行试验。这种升级需要不同的配件 / 组件取决于主系统,包括硬件和软件。温度单元可以用电脑控制,可以执行任何类型的温度试验序列。