Automatyczne proste urządzenie ścinające sterowane serwo

opis produktu

                                       Automatyczne proste urządzenie ścinające sterowane serwo

Opis

Ten sprzęt to tzwBTUw pełni automatyczne proste urządzenie ścinające sterowane serwo, dostępny w następujących modelach:

• BTU–DSSA-1: Standardowy (statyczny)
• BTU–DSSA-2: Dynamiczny (cykliczne obciążenie dynamiczne w kierunku X)
• BTU–DSSA-3: Trójkierunkowe + obciążenie dynamiczne

System składa się głównie z:

• Rama główna (zapewniająca ramę załadunkową)
• Pionowy układ obciążenia serwomotoru (0–10 kN)
• Poziomy układ obciążenia serwomotoru (0–10 kN)
• 30 prostych pierścieni do układania w stosy (skrzynka ścinana, średnica wewnętrzna 61,8 mm, grubość każdego pierścienia 2 mm)
• System oprogramowania wspierającego

Główne funkcje:

• Pasywna aktywna kontrola wysokości
• Obciążenie kontrolowane naprężeniem lub odkształceniem
• Statyczne testy prostego ścinania w warunkach z drenażem (stałe obciążenie) lub bez drenażu (stała objętość), z obciążeniem ścinającym lub bez niego
• Cykliczne dynamiczne badania prostego ścinania w kierunku X (DSSA-2/3)

Standardy testowe (międzynarodowe)

• ASTM D6528(Standardowa metoda badania skonsolidowanego badania prostego ścinania bez drenażu)
• ASTM D7608(Wytrzymałość resztkowa gruntów spoistych nasyconych – wariant prosty na ścinanie jest mniej powszechny)
• ISO 17892-9(Cykliczny trójosiowy – obowiązują podobne zasady)
• BS 1377-8(Sekcja dotycząca prostego testu ścinania)
• JGS 0563(Japońska prosta metoda badania ścinania)

Sprzęt może spełniać wymagania dotyczące szybkości ścinania, naprężenia normalnego, warunków z drenażem/bez drenażu, obciążenia dynamicznego itp. określone w powyższych normach.

Specyfikacja

Szczegół

• Konstrukcja pierścienia układającego– 30 pierścieni o grubości 2 mm każdy, średnica wewnętrzna 61,8 mm. Pierścienie umożliwiają względne przemieszczenie w poziomie, zachowując swobodne odkształcenie pionowe, symulując proste warunki ścinania.
• Kontrola tarcia– Powierzchnia każdego pierścienia jest precyzyjnie szlifowana za pomocą szlifierki do płaszczyzn, aby zminimalizować tarcie między pierścieniami, poprawiając dokładność pomiaru naprężenia ścinającego.
• Pomiar drenażu i ciśnienia porowego– Otwory drenażowe na dole i na górze umożliwiają testy konsolidacji i drenażu. Czujnik ciśnienia porowego monitoruje zmiany ciśnienia wody w porach podczas ścinania bez drenażu.
• Pionowy system załadunku– Obciążanie mechaniczne napędzane silnikiem serwo (nie wymaga ciśnienia pneumatycznego ani hydraulicznego), szybka reakcja, wysoka dokładność. Przemieszczenie pionowe mierzone jest za pomocą enkodera liniowego (bez zakłóceń mechanicznych).
• Poziomy system załadunku– Siłownik serwomotoru do obciążenia statycznego lub dynamicznego (cyklicznego). Modele dynamiczne (DSSA-2/3) mogą stosować obciążenie przebiegiem (sinusoidalnym, prostokątnym itp.) w kierunku X.
• Tryby sterowania– Pasywna, aktywna kontrola wysokości: utrzymuje stałą objętość (bez drenażu) lub stałe obciążenie (z drenażem) podczas ścinania. Obsługuje ścieżki kontrolowane naprężeniami lub odkształceniami.
• Obciążenie trójkierunkowe (DSSA-3)– Oprócz pionowego i poziomego kierunku X można zastosować obciążenia w kierunku Y (trzeci kierunek) w celu symulacji bardziej złożonych stanów naprężeń.

Aplikacja

• Proste zachowanie gruntów przy ścinaniu– Symuluje stany czystych naprężeń stycznych w terenie (np. poziome przesuwanie fundamentów, grunt za murami oporowymi).
• Skonsolidowana siła bez drenażu / skonsolidowana wytrzymałość po drenażu– Określa parametry wytrzymałości na ścinanie (c, φ) w warunkach z drenażem i bez drenażu.
• Cykliczne obciążenie dynamiczne– Symuluje trzęsienie ziemi, falę, obciążenie ruchem w celu zbadania deformacji gleby i degradacji wytrzymałości (dynamiczne proste ścinanie).
• Badania gleby nienasyconej(wymaga nienasyconych akcesoriów) – Zbadaj wpływ ssania na wytrzymałość na ścinanie.
• Miękkie gleby i nasycone piaski– Ocena potencjału upłynniania, cykliczne zachowanie zmiękczające.
• Stateczność zboczy i projektowanie fundamentów– Zapewnia parametry wytrzymałościowe bardziej zgodne z rzeczywistymi ścieżkami naprężeń.

Zalety

• W pełni automatyczne sterowanie serwomechanizmem– Zarówno oś pionowa, jak i pozioma wykorzystują sterowanie serwomotorem w pętli zamkniętej, wysoką dokładność ładowania i szybką reakcję.
• 30 pierścieni do układania– W porównaniu do konwencjonalnego ścinania bezpośredniego, proste ścinanie bardziej realistycznie symuluje ciągłe odkształcenie gruntu, pozwala uniknąć koncentracji naprężeń i umożliwia duże przemieszczenia ścinające.
• Pierścienie o niskim współczynniku tarcia– Precyzyjnie szlifowane powierzchnie zmniejszają tarcie między pierścieniami, poprawiając dokładność pomiaru naprężenia ścinającego.
• Elastyczne przełączanie z drenażem/bez drenażu– Zawór spustowy i czujnik ciśnienia w porach umożliwiają symulację różnych warunków drenażu pola.
• Możliwość obciążenia dynamicznego(DSSA-2/3) – Umożliwia cykliczne proste testy ścinania w celu zbadania zachowania gruntu pod obciążeniami dynamicznymi (np. upłynnianie, cykliczne zmiękczanie).
• Obciążenie trójkierunkowe (DSSA-3)– Potrafi symulować złożone ścieżki naprężeń (np. rotację naprężeń głównych).
• Bardzo precyzyjny pomiar przemieszczenia– Przetworniki liniowe dostarczają wolne od szumów dane o przemieszczeniach o wysokiej rozdzielczości.
• Zintegrowane oprogramowanie– Automatycznie zbiera dane, wykreśla krzywe siły w czasie i naprężenia i przemieszczenia oraz generuje raporty.

Co wybrać

Wybierz model zgodnie z wymaganiami testowymi:

Uwaga: W przypadku próbek o specjalnych rozmiarach (np. o średnicy 100 mm) wymagane jest zamówienie niestandardowe u producenta.

Przepływ procesu

Przykład:Próba cyklicznego prostego ścinania bez drenażu na nasyconej glinie (DSSA-2)

• Przygotowanie próbki
  • Wytnij nienaruszoną glebę lub przygotuj ponownie uformowaną próbkę za pomocą pierścienia tnącego Ø61,8 mm.
  • Nasycić (nasycenie próżniowe lub przeciwciśnieniowe), zmierzyć początkową zawartość wody i gęstość.

• Przykładowa instalacja
  • Umieścić próbkę w skrzynce ścinającej z pierścieniem ustalającym, z porowatymi kamieniami i bibułą filtracyjną na górze i na dole.
  • Zamontuj górną nasadkę i czujnik ciśnienia porów.
  • Umieścić skrzynkę ścinaną w ramie głównej i połączyć pionowe i poziome pręty obciążające.

• Konsolidacja
  • Zastosuj docelowe naprężenie normalne (np. 100 kPa), otwórz zawór spustowy i pozwól na konsolidację.
  • Rejestruj odkształcenie pionowe aż do uzyskania stabilności (zakończenie konsolidacji).

• Ustaw parametry testu
  • W programie wybierz typ badania: bez drenażu (stała objętość) cykliczne ścinanie proste.
  • Ustaw parametry obciążenia cyklicznego: kształt fali (np. sinus), częstotliwość (np. 1 Hz), współczynnik naprężenia cyklicznego (CSR), liczbę cykli.
  • Ustawić warunki zatrzymania: próg odkształcenia (np. odkształcenie o podwójnej amplitudzie 5%) lub zadaną liczbę cykli.

• Rozpocznij cykliczne ścinanie
  • Zamknąć zawór spustowy (nieopróżniony).
  • Poziomy serwomotor przykłada cykliczne naprężenie ścinające (lub odkształcenie).
  • Oprogramowanie rejestruje w czasie rzeczywistym: naprężenie ścinające, odkształcenie ścinające, przemieszczenie pionowe, ciśnienie porowe, liczbę cykli.
  • Wykresy w czasie rzeczywistym: pętle histerezy naprężenia ścinającego i odkształcenia, ciśnienie porowe w funkcji liczby cykli.

• Warunek zatrzymania
  • Automatyczne zatrzymanie po osiągnięciu zadanej liczby cykli lub osiągnięciu progu odkształcenia (np. kryterium upłynnienia).

• Zakończenie i demontaż
  • Rozładować naprężenia pionowe, otworzyć zawór spustowy, aby spuścić wodę.
  • Wyjmij próbkę, sprawdź tryb awarii (jeśli występuje), wyczyść pierścienie łączące i czujniki.

• Przetwarzanie danych
  • Oprogramowanie automatycznie oblicza dla każdego cyklu: sieczny moduł ścinania, współczynnik tłumienia, stosunek ciśnienia w porach.
  • Wykresy stosunku naprężenia cyklicznego w funkcji liczby cykli do upłynnienia (krzywa wytrzymałości na upłynnienie).
  • Generuje raport z testów (w tym krzywe i parametry).

Do statycznego ścinania prostego (DSSA-1):

• Brak cyklicznego ładowania; szybkość ścinania jest stała
• Podczas ścinania bez drenażu monitorować ciśnienie w porach aż do osiągnięcia wytrzymałości szczytowej lub resztkowej.

Do obciążenia trójkierunkowego (DSSA-3):

• Oprócz pionowego i poziomego kierunku X, przyłóż obciążenie w kierunku Y (np. naprężenie boczne).
• Ustaw ścieżki naprężenia/odkształcenia dla wszystkich trzech kierunków w oprogramowaniu.

Streszczenie:Seria BTU‑DSSA w pełni automatycznych, sterowanych serwo aparatów do prostego ścinania oferuje kompletne rozwiązania od statycznego prostego ścinania po cykliczne obciążenie dynamiczne i obciążenie trójkierunkowe. Konstrukcja z 30 pierścieniami warstwowymi, wykończenie powierzchni o niskim współczynniku tarcia i wysoce precyzyjne sterowanie serwomechanizmem sprawiają, że jest to zaawansowane urządzenie do badania prostego zachowania gruntu przy ścinaniu. Wybór powinien opierać się na tym, czy wymagane są cykliczne badania dynamiczne, czy złożone trójkierunkowe ścieżki naprężeń. Konwencjonalne proste ścinanie gruntów nasyconych bez drenażu może wykorzystywać DSSA-1; badania upłynniania po trzęsieniu ziemi wymagają DSSA-2; zaawansowanej walidacji modelu konstytutywnego najlepiej służy DSSA-3.