巖石三軸剪切復合疲勞試驗機是一種具有高新技術(shù)手段，符合現(xiàn)代巖石力學領(lǐng)域研究巖石力學特性的新型試驗設(shè)備。該試驗機可自動完成巖石單軸、三軸(不同圍壓)壓縮試驗,巖石單軸、三軸流變試驗、剪切復合試驗、。在試驗中采用寬調(diào)速范圍的電液伺服比例閥組及計算機數(shù)字控制等先進技術(shù)，組成全數(shù)字式閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)，能夠自動精確地實現(xiàn)軸向、徑向的恒應(yīng)力(恒試驗力)、恒應(yīng)變(恒變形)、恒位移(恒壓縮率)、恒試驗力速率、恒變形速率、恒位移速率等試驗?？蓜討B(tài)顯示試驗力、圍壓、軸向變形、徑向變形等試驗全過程，可實時地采集、存儲、處理、顯示試驗數(shù)據(jù)及試驗曲線，打印試驗報告。控制范圍寬、功能多、全部操作鍵盤化，各種試驗參數(shù)由計算機進行控制、測量、顯示、處理并打印，集成度高，使用方便可靠。
該試驗機測控系統(tǒng)采用美國AD公司原裝進口器件制造，采用計算機總線設(shè)計，組成目前最先進的真正的全數(shù)字閉環(huán)測量控制系統(tǒng)，在試驗中力、變形、位移等各種控制方式可任意平滑切換(無沖擊轉(zhuǎn)換)，配之目前在國內(nèi)最先采用的VC十十語言編程並實現(xiàn)了模塊化設(shè)計軟件使整機測量控制精度遠優(yōu)于目前國內(nèi)同類產(chǎn)品(詳見功能特點)。
一.系統(tǒng)組成：
試驗機由軸向主機、軸向伺服油源、三軸壓力室、巖石直剪系統(tǒng)、圍壓系統(tǒng)(包括增壓器，圍壓伺服油源) 、孔隙水試驗系統(tǒng)、聲發(fā)射采集處理系統(tǒng)、高低溫環(huán)境裝置、三軸蠕變試驗穩(wěn)壓系統(tǒng)、計算機測控系統(tǒng)等部分組成。
1. 加載框架：采用門式框架結(jié)構(gòu)，剛度大，利于繪制巖石力—變形的全過程曲線。工作油缸置于框架下部，整機重心低，穩(wěn)定性好。
2. 壓力室：壓力室采用壓力自平衡結(jié)構(gòu)，其圍壓不受軸向變形影響;采用下卡環(huán)式， 裝卸試樣方便。配有16條變形測量電測引線。
3. 移動小車：加載框架配備移動小車，壓力室裝于其上，可方便地沿軌道推入拉出。
4. 巖石直剪系統(tǒng)：由框架、剪切油缸、剪切附具、移動小車等組成。該糸統(tǒng)置于小車軌道上。
5. 起吊裝置：懸臂式起吊裝置安裝于加載框架頂部，可方便地裝卸壓力室筒體。
6. 軸向伺服油源：可向工作油缸裝置提供一定壓力或流量的工作油實現(xiàn)軸向加載，圍壓伺服油源通過增壓器將恒定的工作油注入壓力室對試樣提供圍壓。
7. 三軸流變試驗穩(wěn)壓系統(tǒng)：含儲能器、靜穩(wěn)壓伺服閥、穩(wěn)壓控制系統(tǒng)等。
8. 電氣拖動單元：所有的電氣操作都集中于配電箱中。
9.控制系統(tǒng)：包括軸向力測量控制系統(tǒng)、位移測量控制系統(tǒng)、軸向、徑向變形測量控制系統(tǒng)、圍壓壓力測量控制系統(tǒng)等全部置于一臺工控機內(nèi)，全部試驗均可由計算機編程控制。
10.孔隙水壓試驗裝置：由日本松下伺服電機、減速機、滾珠絲杠、不銹鋼水缸與活塞組件及水箱、管路、閥及計算機控制系統(tǒng)組成,具有壓力控制及流量控制功能。
11.全波形聲發(fā)射采集顯示系統(tǒng)：將試樣出現(xiàn)裂紋時的聲音轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
12.高低溫裝置：數(shù)顯溫度控制系統(tǒng)、加熱器、制冷壓縮機、溫度傳感器等組成。
13.疲勞試驗裝置：含動態(tài)伺服油缸、伺服閥、儲能器、高精度過濾器、水冷卻器。
二.主要功能及特點
主要功能：
1. 自動測量、控制、數(shù)據(jù)采集、處理、繪制曲線及打印曲線報告(抗壓強度、圍壓、軸向變形、徑向變形、泊松比、彈性模量、剪切強度、蠕變試驗等)。
2. 三軸抗壓試驗(在圍壓環(huán)境下的單軸壓縮試驗)。
3. 單軸抗壓試驗(恒應(yīng)力、恒應(yīng)變、恒位移、恒應(yīng)力速率、恒應(yīng)變速率、恒位移速率，單向循環(huán)等加載、保載、卸載等多種環(huán)節(jié)的程序控制試驗)。
4. 三軸的單軸壓縮全過程試驗。
5. 可精確地繪出巖石“σ-ε”全過程曲線。
6. 巖石剪切強度試驗。
7. 三軸孔隙水壓試驗。
8. 全波形聲發(fā)射試驗。
9. 高溫(低溫)環(huán)境下三軸試驗。
10. 巖石單軸、三軸蠕變試驗。
11. 壓力室配有徑向和軸向變形測量引線。
12. 自平衡式結(jié)構(gòu)的壓力室可在試驗過程中保持設(shè)定的圍壓值不變。
13. 測量系統(tǒng)具有自動調(diào)零、自動標定、連續(xù)全程測量不分檔的特點。
14. 可進行試驗力、變形、位移等速率控制并保持。具有超載自動保護功能。
15. 無級調(diào)速,力、位移、軸向和徑向變形，各種控制方式可在試驗過程中任意平滑切換。
16. 曲線、數(shù)據(jù)存儲及曲線放大，在試驗過程中可切換顯示六種試驗曲線。
17. 可自行設(shè)置控制參數(shù), 實現(xiàn)程序自動運行，可進行斜波、三角波、梯形波等低周循環(huán)及用戶設(shè)計的各種組合程序波形試驗。
18. 整機連續(xù)、穩(wěn)定工作時間不少于1,000小時。
主要特點：
1. 一臺計算機控制完成多種試驗過程，操作均由鍵盤及鼠標來完成，并保留手動加荷。
2. 測量、控制系統(tǒng)采用計算機總線設(shè)計。即以工業(yè)控制計算機為內(nèi)核制造，其運算速度、控制精度、軟件功能、可靠性均能與計算機匹配達到最佳效果，遠領(lǐng)先于國內(nèi)以單片機為內(nèi)核產(chǎn)品，並優(yōu)于以386計算機為內(nèi)核的控制器。
3.試驗軟件采用VC++語言編程，可在Windows2000\XP\NT操作系統(tǒng)下工作,功能強大。為方便擴大軟件功能軟件采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶需要填充各種軟件，擴展功能。
4.采用先進的數(shù)字式電液伺服比例閥作控制元件，抗污染能力強，可實現(xiàn)長期無故障運行。
5.采用數(shù)字式脈沖調(diào)寬技術(shù)，實現(xiàn)了全數(shù)字式閉環(huán)伺服控制。
6.完整的數(shù)據(jù)庫軟件接口供用戶使用，軟件升級只須通過郵寄光盤或E-mail傳送即可。
7.完善的軟件自檢功能，提示發(fā)生故障之處，無須廠家現(xiàn)場維修，只須更換計算機內(nèi)相應(yīng)的功能卡即可，維護簡單方便。
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機 型
技術(shù)參數(shù) |
TAW-3000kN |
TAW-2000kN |
TAW-1000kN |
TAW-600kN |
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最大軸向試驗力(KN) |
3000 |
2000 |
1000 |
600(500) |
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最大剪切試驗力(KN) |
1000 |
500 |
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試驗力測量分辨率 |
1/200000 |
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試驗力測量范圍 |
1-100%FS |
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試驗力測量誤差 |
≤±1% |
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試驗力控制精度 |
≤±0.1% |
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最大圍壓(WPa) |
100 |
60 |
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圍壓測量圍分辨率 |
1/200000 |
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圍壓測量范圍 |
2～100%FS |
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圍壓測量誤差 |
±2% |
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軸向活塞位移(mm) |
200 |
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剪切向活塞位移(mm) |
100 |
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位移測量誤差 |
≤±1% |
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變形測量分辨率 |
1/200000 |
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變形測量范圍 |
軸向0～10mm |
軸向0～8mm |
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徑向0～5mm |
徑向0～4mm |
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變形測量誤差 |
±0.5%FS |
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變形控制精度 |
≤±0.1% |
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最大孔隙水壓(Mpa) |
0～50 |
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孔隙水流量精度 |
±1% |
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溫度控制范圍 |
-40～200℃ |
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巖石試樣規(guī)格尺寸(mm) |
(φ50-φ100)×(100-250) |
(φ50-φ75)×(100-150) |
φ50×(100-125) | |
