設備名稱：多功能循環動態單剪/直剪試驗系統(CSS)
制  造  商：德國APS-WILLE Geotechnik

這套獨立的電機多功能循環動態單剪/直剪試驗系統是一套結構堅固的設備，包括2個循環作動器和高質量的機械和電子部件，可實現重復性很好的試驗結果，其優異的質量使其適用于科研和常規試驗。它通過獨立的電機作動器施加垂直和水平載荷，因此在位移（應變或速度）模式下，對法向軸和剪切軸的獨立控制以及載荷控制。該設備可以對直徑達100mm的不同試樣進行試驗（單剪試驗），也可以升級為能夠運行直徑達100mm試樣的直剪試驗?？蚣芫哂泻芨叩膭偠?，以減少變形以及在循環重復加載試驗期間可能影響測量精度的振動。

循環動單剪試驗系統的主要優點是能夠準確地獲得土力學參數，而無需考慮傾斜和剪切試驗部件之間的摩擦。高品質低摩擦雙直線導軌，可以確保強度和對齊，而不會在法向和剪切方向上產生傾斜。法向應力和剪切應力由電機驅動系統閉環控制。

圓柱體試樣安裝在橡膠膜內，并放置在一個封閉的拋光低摩擦聚四氟乙烯涂層環組內（可選帶鋼絲網的橡皮膜），可保持試樣的水平直徑保持不變（恒定截面面積），同時允許固結過程中的垂直沉降。剪切應力是通過水平移動來實現的，該水平移動作用于試樣底部，可以相對于試樣頂部平移。兩個透水石位于試樣的頂部和底部，頂部和底部的兩個孔隙水端口可進行試樣飽和。
該設備配備了先進的GEOsys軟件，用戶可以完全自動運行所有試驗階段，并且在試驗過程中無需操作人員參與。

產品特點

▍剛性加載架
▍被動或主動高度控制
▍系統內置2根剛性桿，以保持儀器的剛性
▍保證剪切過程中上帽的非常小旋轉
▍閉環控制法向和剪切應力
▍低摩擦試樣滑環
▍進行排水和不排水試驗
▍飽和條件下試樣頂部和底部有兩個孔隙水端口
▍孔隙壓力測定
▍可提供具有不同粗糙度和表面結構的透水石，即平面、凹槽、脊凸和銷釘
▍高質量、低摩擦雙直線導軌，用于確保強度和對齊，而不會在法向和剪切方向傾斜
▍高速動態控制器（2.5 kHz），用于監測測量值和閉環控制，如荷載、位移
▍可加載用戶自定義波形
▍實時數據和圖形顯示
▍以太網端口，用于向電腦快速傳輸數據
▍防止過載和超量程的安全功能
▍使用多方向荷載傳感器的獨特剪切載荷測量
▍多種升級選項，如彎曲元、直剪和試樣剪切應變測量

主要配置

① 電機剛性獨立加載架
② 雙柱結構安裝直線導軌，保持系統剛性
③ 兩根不銹鋼支架進一步支撐系統
④ 高質量、低摩擦雙直線導軌用于確保強度和對齊，不會傾斜，保證法向和剪切方向
⑤ 上橫梁
⑥ 單剪試驗夾具
⑦ 軸向荷載傳感器

⑧ 軸向位移傳感器

⑨ 開-關旋鈕

⑩ 高速動態控制器（集成到主機內部）

多功能循環動態單剪/直剪試驗系統(CSS)  
循環動單剪試驗系統是一種全自動設備，由兩個電機作動器組成，可以加載正弦、正方形、三角形、半正矢、鋸齒、倒鋸齒、矩形和用戶自定義波形，在荷載控制和位移控制下進行循環試驗。
具有高分辨率和閉環控制的高精度高質量作動器產生閉環應變-應力控制和應力控制剪切力。

垂直載荷由連接到試樣上的作動器執行，該作動器剛性地抵抗水平運動，并且僅以高精度執行垂直載荷。它包括一個高分辨率內部位移傳感器，以高精度測量活塞沿試樣高度的運動。
另一個作動器對試樣底部施加水平載荷，并產生剪切應變。該執行機構能夠消除任何垂直運動，只需以高精度施加水平載荷，還包括高分辨率內部位移傳感器，以盡可能準確地測量運動。

主要優勢
循環動單剪裝置的主要優點是能夠準確地獲得土力學參數，而無需考慮傾斜和剪切試驗部件之間的摩擦。
高質量和低摩擦雙直線導軌用于確保強度和對齊，而不會在法向和剪切方向傾斜。確保了在剪切過程中上帽的旋轉小。所有上述功能使其成為科研應用的獨特設備。

剪切荷載傳感器
特殊設計的剪切載荷測量，包括兩個荷載傳感器組合在一塊，盡可能靠近試樣，能夠更準確地測量剪切載荷。試樣和荷載傳感器之間沒有任何襯套或軸承，因此測量非常準確，也沒有直線導軌的摩擦效應。雙荷載傳感器，在試驗和測量期間剔除了剪切儀內的任何摩擦和傾斜誤差。

主動高度控制
該系統具有優異的雙軸承，位于加載活塞所在的上橫梁。這一特性有助于軸向測力計準確測量，而無需考慮線性導軌的摩擦。
由于剪切荷載傳感器位于試樣下方，因此軸向荷載傳感器距離試樣不遠。
這一特性保證了在循環試驗過程中以與水平作動器相同的速度或閉環控制時間實時控制高度?？蓪崿F剪切過程中試樣的高度變化不得超過初始高度的0.05%。

K-0 固結
低摩擦帶特氟龍涂層的試樣滑環，確保恒定的橫截面積（K0）。

目標峰值控制
先進的動態控制器從每個加載循環中獲取反饋，以便下一個加載循環具有恒定的應力。即使在試驗過程中試樣的剛度發生變化，也能保證恒定應力水平。

單剪組件

透水石的類型取決于試樣的類型和可施加在試樣上的應力條件。有不同表面粗糙度的透水石，即平面、凹槽、脊凸和針盤等。
請注意，我們的標準配置只包含燒結平面圓形透水石，請在報價時選擇您所需的透水石類型。
單剪組件包括：
?低摩擦試樣滑環組(帶特氟龍涂層)
?1個底座，集成不銹鋼透水石和孔隙水接口，用于飽和與沖洗
?1個上帽，平行導向，兩個孔隙水接口，用于飽和與沖洗
?不銹鋼透水石，不易變形
?2個不銹鋼透水石，針盤型

輔助安裝組件

我們設計和制造可調支撐架的目的是盡量減少試樣的擾動(此部件不包含在標準配置中，需要單獨訂購)。將試驗組件固定在底座上，然后將組件的主要部分即兩臂連接到上帽上。最后將組件組裝到主機上，在布置好垂直作動器后，松開兩臂，將組件從機器上拆下。

試樣制備組件
在試樣制備過程中施加真空，將橡皮膜緊貼對瓣模內壁。 注意：也可根據需求提供帶金屬絲網的增強膜（NGI 型）
試樣制備組件 : 固定夾、橡皮膜、撐環、O 型圈、濾紙、對瓣模、固定螺絲

主要優勢
▍剛性結構
▍使用雙軸導桿進行剪切試驗時，頂蓋的非常小的旋轉
▍該設備通過正弦波、方波、三角波、半正矢、鋸齒、倒鋸齒、矩形和用戶自定義波形，在荷載控制和位移控制下進行循環試驗。
▍法向軸和剪切軸獨立控制
▍法向位移和剪切位移的閉環控制
▍同時控制法向和剪切軸，頻率可達1Hz
▍獨特的二維雙剪切力荷載傳感器，用于直接測量剪切力，不用擔心直線導軌和其他部件的摩擦效應
▍K0固結
▍低摩擦帶特氟龍涂層的試樣滑環，確保恒定的橫截面積（K0固結）
▍目標峰值控制功能，級別高的動態控制器
▍每個加載循環閉環反饋，即使試樣的剛度在試驗過程中發生變化，也能保證下一個加載循環具有恒定的應力水平
▍在保持試樣的垂直應力或高度的同時，對試樣施加循環水平位移或循環水平力的循環單剪試驗

數據采集系統

數字式、高速、高分辨率、可擴展、實時控制數據采集系統，高達 10KHz 控制和 24 位分辨率數據采集。動態控制器可 用于電機系統、液壓系統和各種傳感器，例如荷載傳感器、LVDT、應變計、引伸計、熱電偶等。

控制器功能強大，用戶可通過智能傳感器插頭對測量和控制參數（傳感器）進行模塊化設計，存儲校準參數，可根據應 用場景靈活使用。

主要特點

▍多達 32 個用于靜態和動態試驗的低噪聲閉環控制通道

▍每個控制軸通道可達 24 位分辨率（例如力、位移、壓力、應變）

▍具有數字控制器參數化

▍所有控制功能之間的平滑切換

▍完整、同步的數據傳輸，避免任何數據丟失

▍數字可調控制器參數（PID 參數）

▍簡單靈活的試驗或參數調整

▍外部連接的端口管理

▍使用 PC 軟件進行配置和參數設置

GEOSYS 軟件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模塊化控制和數據采集軟件。用戶可以通過圖形界面上的結構化 Windows 指令對復雜 的用戶自定義試驗序列進行簡單編程。

GEOsys 利用靈活的可編程系統來控制協調各種試驗流程的試驗設備。靈活的操作面板提供了用于配置硬件設備的工具、 用于執行加載程序的編輯器以及分析、仿真和數據存儲功能。

軟件支持試驗環境的模塊化結構，實現靈活配置滿足用戶特定要求。用戶可通過圖形界面使用結構化的 Windows 操作簡單而自由地編寫標準或復雜的試驗序列。

Geosys 軟件擁有強大的功能，它 不僅與我們的產品兼容，而且還可 以與其他制造商的硬件一起使用， 為類似或更高標準的硬件提供數據 采集和試驗控制。

主要特點

▍滿足所有試驗需求的獨特試驗平臺，無論是土力學、瀝青、巖石還是其他的動態和靜態試驗

▍控制和數據采集軟件

▍同步所有動態作動器

▍自由可編程的試驗序列控制和公式編輯器（升級版）

▍使用并行配置通道對每個通道進行完整的實時數據采集和閉環控制

▍靈活且用戶友好

▍支持同類廠商功能 ASCII 數據轉換選項

▍PID 參數的設置（參數優化或調整取決于材料）

▍易于管理的用戶角色（系統管理員、服務人員、試驗開發人員、實驗員）減少出錯的可能性

▍獨立于操作系統平臺的軟件，例如適用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍用戶可以通過圖形界面使用結構化的 Windows 操作，簡單而自由地編程標準或復雜的試驗序列

▍適用于多達任意數量的同步且獨立的實時、閉環控制通道、機器或試驗設備，例如軸向載荷、圍壓、孔隙水壓、孔隙氣壓等

▍硬件組件的管理，自定義測量值計算

▍語言：英語、德語、俄語、中文、波蘭語等

單剪模塊 (SIMPLE-DIRECT)
GEOsys設計用于閉環控制靜態和動態試驗，適用于材料試驗中的所有試驗，如應力控制、應變控制、任何類型的波形，如正弦、矩形、三角形和用戶自定義波形。
它是控制和數據采集軟件，不同的模塊，滿足包含ASTM規范試驗等。
法向荷載（軸向）和剪切荷載（水平）可在三種不同的運行模式下以恒定、斜坡或循環模式運行：速度控制、荷載控制、位移控制

根據用戶的需求，一個或多個模塊將與主軟件一起交付，例如：
?數據采集、處理和設備管理（DPD）模塊
?多階段控制（單階段、多階段或過度合并模式）
?靜態剪切模塊（位移或應力控制）
?循環單剪試驗
*恒定法向應力試驗   *恒定法向高度試驗（主動高度控制）   *恒定法向剛度試驗（CNS）   *剪應力控制試驗（恒定、斜坡和循環）   *剪切位移控制（恒定、斜坡和循環）   *剪切應力計算
?低速蠕變試驗

試驗結果
以下是在純松散干砂和循環位移控制試驗下進行的動態單剪試驗的試驗結果示例。
?垂直應力：50kPa   ?剪切位移：±0.1mm和1mm   ?頻率：0.5Hz

?垂直應力：50kPa   ?剪切位移：±1mm   ?頻率：1Hz

可升級選項

▍彎曲元：該系統能夠增配彎曲元，并使用其附件運行彎曲元試驗。 壓電元件可以很容易地集成在上帽和底座中，用于執行彎曲元件或壓縮波速試驗。

▍直剪夾具：選配直剪組件后，該設備能夠進行直剪試驗，正方形試樣高達100mm × 100mm，圓柱體試樣直徑高達100mm。剪切盒由圓形或方形剛性上、下剪切盒、適配器加載墊、兩個透水石、加載桿、切土器、滑車和飽和水倉組成。還需要一套額外的軟件試驗模塊來實現直剪試驗。

▍3-D荷載傳感器：可以選擇使用3維荷載傳感器，該傳感器可以直接放置在試樣底部，以測量試樣上的軸向和剪切載荷，而不受附加機械部件引起的任何摩擦的影響。

▍荷載校準組件：該校準組件用于在用戶實驗室校準法向和剪切荷載傳感器。它包括連接到主系統的機械部件，參考荷載傳感器裝進系統，可以由用戶或第三方機構進行校準。

▍局部剪切應變測量：此升級選項使用兩個 LVDT，它們直接安裝在基座的頂部和底部，可以測量局部剪切應變測量（雙重方法）。這是一種額外的剪切位移測量，比位于系統側面的 LVDT 測量精度更高。兩個LVDT都直接安裝在與底座相連的支架上。LVDT升級適用于所有試樣尺寸。

▍溫控系統：動態單剪系統或直剪系統有可能升級為在從 -25℃到100℃的各種溫度范圍內的溫度控制下運行試驗。這種升級需要不同的配件 / 組件取決于主系統，包括硬件和軟件。溫度單元可以用電腦控制，可以執行任何類型的溫度試驗序列。

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