德国WILLE 多功能循环动态单剪/直剪试验系统（CSS）

这套单独的电机多功能循环动态单剪/直剪试验系统是一套结构坚固的设备，包括2个循环作动器和高质量的机械和电子部件，可实现重复性很好的试验结果，其优异的质量使其适用于科研和常规试验。它通过单独的电机作动器施加垂直和水平载荷，因此在位移（应变或速度）模式下，对法向轴和剪切轴的单独控制以及载荷控制。该设备可以对直径达100mm的不同试样进行试验（单剪试验），也可以升级为能够运行直径达100mm试样的直剪试验。框架具有很高的刚度，以减少变形以及在循环重复加载试验期间可能影响测量精度的振动。

循环动单剪试验系统的主要优点是能够准确地获得土力学参数，而无需考虑倾斜和剪切试验部件之间的摩擦。高品质低摩擦双直线导轨，可以确保强度和对齐，而不会在法向和剪切方向上产生倾斜。法向应力和剪切应力由电机驱动系统闭环控制。

圆柱体试样安装在橡胶膜内，并放置在一个封闭的抛光低摩擦聚四氟乙烯涂层环组内（可选带钢丝网的橡皮膜），可保持试样的水平直径保持不变（恒定截面面积），同时允许固结过程中的垂直沉降。剪切应力是通过水平移动来实现的，该水平移动作用于试样底部，可以相对于试样顶部平移。两个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可进行试样饱和。
该设备配备了先进的GEOsys软件，用户可以完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

▍刚性加载架
▍被动或主动高度控制
▍系统内置2根刚性杆，以保持仪器的刚性
▍保证剪切过程中上帽的非常小旋转
▍闭环控制法向和剪切应力
▍低摩擦试样滑环
▍进行排水和不排水试验
▍饱和条件下试样顶部和底部有两个孔隙水端口
▍孔隙压力测定
▍可提供具有不同粗糙度和表面结构的透水石，即平面、凹槽、脊凸和销钉
▍高质量、低摩擦双直线导轨，用于确保强度和对齐，而不会在法向和剪切方向倾斜
▍高速动态控制器（2.5 kHz），用于监测测量值和闭环控制，如荷载、位移
▍可加载用户自定义波形
▍实时数据和图形显示
▍以太网端口，用于向电脑快速传输数据
▍防止过载和超量程的保护功能
▍使用多方向荷载传感器的独特剪切载荷测量
▍多种升级选项，如弯曲元、直剪和试样剪切应变测量

主要配置

① 电机刚性加载架
② 双柱结构安装直线导轨，保持系统刚性
③ 两根不锈钢支架进一步支撑系统
④ 高质量、低摩擦双直线导轨用于确保强度和对齐，不会倾斜，保证法向和剪切方向
⑤ 上横梁
⑥ 单剪试验夹具
⑦ 轴向荷载传感器

⑧ 轴向位移传感器

⑨ 开-关旋钮

⑩ 高速动态控制器（集成到主机内部）

多功能循环动态单剪/直剪试验系统(CSS)  
循环动单剪试验系统是一种全自动设备，由两个电机作动器组成，可以加载正弦、正方形、三角形、半正矢、锯齿、倒锯齿、矩形和用户自定义波形，在荷载控制和位移控制下进行循环试验。
具有高分辨率和闭环控制的高精度高质量作动器产生闭环应变-应力控制和应力控制剪切力。

垂直载荷由连接到试样上的作动器执行，该作动器刚性地抵抗水平运动，并且仅以高精度执行垂直载荷。它包括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，并产生剪切应变。该执行机构能够消除任何垂直运动，只需以高精度施加水平载荷，还包括高分辨率内部位移传感器，以尽可能准确地测量运动。

主要优势
循环动单剪装置的主要优点是能够准确地获得土力学参数，而无需考虑倾斜和剪切试验部件之间的摩擦。
高质量和低摩擦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倾斜。确保了在剪切过程中上帽的旋转小。所有上述功能使其成为科研应用的独特设备。

剪切荷载传感器
特殊设计的剪切载荷测量，包括两个荷载传感器组合在一块，尽可能靠近试样，能够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，也没有直线导轨的摩擦效应。双荷载传感器，在试验和测量期间剔除了剪切仪内的任何摩擦和倾斜误差。

主动高度控制
该系统具有优异的双轴承，位于加载活塞所在的上横梁。这一特性有助于轴向测力计准确测量，而无需考虑线性导轨的摩擦。
由于剪切荷载传感器位于试样下方，因此轴向荷载传感器距离试样不远。
这一特性保证了在循环试验过程中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。可实现剪切过程中试样的高度变化不得超过初始高度的0.05%。

K-0 固结
低摩擦带特氟龙涂层的试样滑环，确保恒定的横截面积（K0）。

目标峰值控制
先进的动态控制器从每个加载循环中获取反馈，以便下一个加载循环具有恒定的应力。即使在试验过程中试样的刚度发生变化，也能保证恒定应力水平。

单剪组件

透水石的类型取决于试样的类型和可施加在试样上的应力条件。有不同表面粗糙度的透水石，即平面、凹槽、脊凸和针盘等。
请注意，我们的标准配置只包含烧结平面圆形透水石，请在报价时选择您所需的透水石类型。
单剪组件包括：
•低摩擦试样滑环组(带特氟龙涂层)
•1个底座，集成不锈钢透水石和孔隙水接口，用于饱和与冲洗
•1个上帽，平行导向，两个孔隙水接口，用于饱和与冲洗
•不锈钢透水石，不易变形
•2个不锈钢透水石，针盘型

辅助安装组件

我们设计和制造可调支撑架的目的是尽量减少试样的扰动(此部件不包含在标准配置中，需要单独订购)。将试验组件固定在底座上，然后将组件的主要部分即两臂连接到上帽上。然后将组件组装到主机上，在布置好垂直作动器后，松开两臂，将组件从机器上拆下。

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

主要优势
▍刚性结构
▍使用双轴导杆进行剪切试验时，顶盖的非常小的旋转
▍该设备通过正弦波、方波、三角波、半正矢、锯齿、倒锯齿、矩形和用户自定义波形，在荷载控制和位移控制下进行循环试验。
▍法向轴和剪切轴单独控制
▍法向位移和剪切位移的闭环控制
▍同时控制法向和剪切轴，频率可达1Hz
▍独特的二维双剪切力荷载传感器，用于直接测量剪切力，不用担心直线导轨和其他部件的摩擦效应
▍K0固结
▍低摩擦带特氟龙涂层的试样滑环，确保恒定的横截面积（K0固结）
▍目标峰值控制功能，级别高的动态控制器
▍每个加载循环闭环反馈，即使试样的刚度在试验过程中发生变化，也能保证下一个加载循环具有恒定的应力水平
▍在保持试样的垂直应力或高度的同时，对试样施加循环水平位移或循环水平力的循环单剪试验

数据采集系统

数字式、高速、高分辨率、可扩展、实时控制数据采集系统，高达 10KHz 控制和 24 位分辨率数据采集。动态控制器可 用于电机系统、液压系统和各种传感器，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，用户可通过智能传感器插头对测量和控制参数（传感器）进行模块化设计，存储校准参数，可根据应 用场景灵活使用。

主要特点

▍多达 32 个用于静态和动态试验的低噪声闭环控制通道

▍每个控制轴通道可达 24 位分辨率（例如力、位移、压力、应变）

▍具有数字控制器参数化

▍所有控制功能之间的平滑切换

▍完整、同步的数据传输，避免任何数据丢失

▍数字可调控制器参数（PID 参数）

▍简单灵活的试验或参数调整

▍外部连接的端口管理

▍使用 PC 软件进行配置和参数设置

GEOSYS 软件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模块化控制和数据采集软件。用户可以通过图形界面上的结构化 Windows 指令对复杂 的用户自定义试验序列进行简单编程。

GEOsys 利用灵活的可编程系统来控制协调各种试验流程的试验设备。灵活的操作面板提供了用于配置硬件设备的工具、 用于执行加载程序的编辑器以及分析、仿真和数据存储功能。

软件支持试验环境的模块化结构，实现灵活配置满足用户特定要求。用户可通过图形界面使用结构化的 Windows 操作简单而自主地编写标准或复杂的试验序列。

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， 为类似或更高标准的硬件提供数据 采集和试验控制。

主要特点

▍满足所有试验需求的独特试验平台，无论是土力学、沥青、岩石还是其他的动态和静态试验

▍控制和数据采集软件

▍同步所有动态作动器

▍可编程的试验序列控制和公式编辑器（升级版）

▍使用并行配置通道对每个通道进行完整的实时数据采集和闭环控制

▍灵活且用户友好

▍支持同类厂商功能 ASCII 数据转换选项

▍PID 参数的设置（参数优化或调整取决于材料）

▍易于管理的用户角色（系统管理、服务、试验开发人员、实验员）减少出错的可能性

▍操作系统平台软件，例如适用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍用户可以通过图形界面使用结构化的 Windows 操作，简单而自主地编程标准或复杂的试验序列

▍适用于多达任意数量的同步且单独的实时、闭环控制通道、机器或试验设备，例如轴向载荷、围压、孔隙水压、孔隙气压等

▍硬件组件的管理，自定义测量值计算

▍语言：英语、德语、俄语、中文、波兰语等

单剪模块 (SIMPLE-DIRECT)
GEOsys设计用于闭环控制静态和动态试验，适用于材料试验中的所有试验，如应力控制、应变控制、任何类型的波形，如正弦、矩形、三角形和用户自定义波形。
它是控制和数据采集软件，不同的模块，满足包含ASTM规范试验等。
法向荷载（轴向）和剪切荷载（水平）可在三种不同的运行模式下以恒定、斜坡或循环模式运行：速度控制、荷载控制、位移控制

根据用户的需求，一个或多个模块将与主软件一起交付，例如：
•数据采集、处理和设备管理（DPD）模块
•多阶段控制（单阶段、多阶段或过度合并模式）
•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   *恒定法向高度试验（主动高度控制）   *恒定法向刚度试验（CNS）   *剪应力控制试验（恒定、斜坡和循环）   *剪切位移控制（恒定、斜坡和循环）   *剪切应力计算
•低速蠕变试验

试验结果
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试验结果示例。
•垂直应力：50kPa   •剪切位移：±0.1mm和1mm   •频率：0.5Hz

•垂直应力：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。

▍直剪夹具：选配直剪组件后，该设备能够进行直剪试验，正方形试样高达100mm × 100mm，圆柱体试样直径高达100mm。剪切盒由圆形或方形刚性上、下剪切盒、适配器加载垫、两个透水石、加载杆、切土器、滑车和饱和水仓组成。还需要一套额外的软件试验模块来实现直剪试验。

▍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。