岩石三軸マルチフィールドカップリング試験機

1. 技術要件

この装置は、常温での岩石（軟岩）の一軸圧縮の全プロセス曲線試験を完了できます。高温環境下で岩石（軟岩）を三軸圧縮する全過程の曲線試験を完了します。音響放射試験は一軸三軸環境で完了でき、岩石（軟岩）の間隙水浸透試験は室温および高温で完了できます。岩石一軸圧縮強度試験（一定応力、一定ひずみ、一定応力速度、一定ひずみ速度、一定変位速度、一方向サイクル荷重、荷重保持、除荷およびその他のマルチリンクプログラム制御試験）。測定システムにはゼロ調整、校正、分類なしの連続全体測定があり、曲線座標には適応行があります。試験力、変形、変位、その他の速度制御と維持、過負荷自動保護機能により、軸方向の変形、半径方向の変形、時間およびその他のパラメータが限界値または事前設定に達した場合、サンプルの破損、油回路の遮断、および油の温度が高すぎる場合高を自動的に保護することができます。無段階速度調整、力、変位、軸方向および半径方向の変形、さまざまな制御方法をスムーズに切り替えることができ、試験中に曲線、データ保存および曲線増幅を切り替えることができ、試験中に各試験曲線を表示するように切り替えることができます。自動測定、制御、データ取得、加工、曲線描画、圧縮強度、拘束圧力、軸方向変形、径方向変形、ポアソン比、弾性率などの計算

 

  

 

  

 

  

 

2. 技術パラメータ

このシステムは主に、軸方向および静荷重制御システム、拘束圧力負荷システム、間隙圧力浸透システム、高温システム、アコースティックエミッションシステムで構成されています。サンプルサイズは直径50mm、高さ100mm。直径75mm、高さ150mm。

 

2.1 メインフレーム（200 トンフレーム）の軸圧縮荷重に対する剛性は 10GN/m 以上であり、一体鋳造門型フレーム、シリンダピストンアセンブリ（ローディングシリンダ）、プレッシャープレートなどで構成されています。ローディングシリンダーは下部ビームに固定されており、ピストンはサンプルに上向きに試験力を加えます。この構造により、試験機の剛性が最大限に高められ、試験機の隙間が少なくなり、試験機の外観も美しくなります。

 

2.1.1 統合された自動昇降圧防爆圧力チャンバー。圧力チャンバーの防爆技術ソリューションの詳細な説明を提供します。ボルトやクランプをねじ込む必要はありません。圧力室の耐圧は100MPa以上です。同時に圧力室センサーのリード線は18芯以上となります。圧力室の給油とオイルの排出はすべてコンピュータによって制御されており、手動でバルブをひねる必要はありません。

 

2.2、最大軸動的および静荷重試験力は 200KN ～ 2000kN、有効力測定範囲は 20kN ～ 2000kN、周波数は 0.01 ～ 5Hz、力測定精度は ≤±0.5%、試験力負荷速度範囲は0.01-20KN/sです。

 

2.3 拘束圧力負荷システムは、自己平衡構造を備えた 3 軸圧力チャンバーで構成されています。最大拘束圧力は80Mpa以上、拘束圧力測定精度は±0.5%FS以下、拘束圧力分解能は0.02MPa以下です。拘束圧力負荷速度範囲0.001～0.1Mpa/s。

 

2.4 間隙圧浸透システム: 最大間隙水圧: ≥80MPa、圧力範囲: 最大試験力の 2% ～ 100% 以内で測定、精度: ≦±0.5%FS、分解能: ≤0.02MPa、貯水量: ≥800ml。ガス浸出圧力は最大25MPa、分解能は0.01MPa以下です。

 

2.5 高温および低温システム: 高温システムは、ヒーター温度制御計、圧力室温度制御計、加熱回路基板、回路ブレーカー、ヒーター、電源スイッチ、加熱表示灯、電流計、加熱器で構成されます。スイッチ等、温度範囲：室温-70℃～200℃、温度分解能：≤0.1℃、温度制御精度：±1℃。

 

2.6 アコースティック・エミッション・システム: 少なくとも 8 個の高温高圧音送信センサー、共振周波数 50KHz、サイズ 18*18mm、低ノイズ信号ラインをサポート。

(1) 音響放射サンプリング精度: 24 ビット A/D 精度、サンプリング レート: 2.5Msps、音響放射チャネル数: 8;

(2) 音響放射信号の特性評価: 特性パラメータ、音響放射波形、元の波形の流れ。

(3) 音響放射特性パラメータ: 到達時間、閾値、立ち上がり時間、振幅、継続時間、エネルギー、リンギング回数、平均周波数、ピーク周波数、RMS、ASL、継続時間、減衰など。

(4) プリアンプ: 内蔵。

(5) バス インターフェイス: ギガビット イーサネット。

(6) ローカル ストレージ: データはコンピューター上にローカルに保存され、サイズはコンピューターのハードディスクによって異なります。

(7) 外部 220V 電源。

(8) アコースティック エミッション システム ソフトウェア、デュアルコアおよびマルチコア プロセッサの完全なサポート - リアルタイムのアコースティック エミッション信号取得/分析のための強化されたインタラクティブ グラフィカル インターフェイス。 - 表示/保存/ 16 チャンネルでの再生。マルチパラメーター分析 (図); - 相関分析（図）; - 点/線/四角(柱)チャート分析; - 短時間FFTチャート表示分析; - スペクトル図表示分析; - パラメータ結果と波形結果を ASCII 形式で出力します。 - 各種音響放射パラメータの統計解析機能;全波形アコースティック・エミッション信号の取得、表示、保存、再生を実現し、アコースティック・エミッションの振幅、リンギング回数、立ち上がり時間、到着時間、エネルギー、継続時間、立ち上がり時間、ASL、RMS、ピーク数、振動減衰、外部パラメータなどを実現できます。その他の特性パラメータ、波形チャート、パラメータテーブルを最大22個設定できます。波形チャートとパラメータテーブルを関連付けることができます。また、保存されたフォーマット ファイルの豊富な分析機能も備えており、分析データ ファイルにオープン フォーマットを提供し、パラメーター データを Excel にインポートでき、波形データは後続の matlab 分析用にオープン テキスト フォーマットを提供します。

 

保存された形式ファイルには豊富な分析機能があり、波形データは後続の matlab での分析のためにオープン テキスト形式で提供されます。

 

2.7 伸び計 丸型サンプル伸び計：軸方向変形 0 ～ 10mm、径方向変形 0 ～ 5mm、測定分解能 ≤0.001mm 測定精度 ±0.1% FS、数 3 以上（垂直 2、リング 1） ;

 

2.8 変位センサーの測定範囲は 0 ～ 100 mm で、主に軸方向シリンダー変位、ブースターシリンダー変位、穴圧力変位を測定します。測定精度 <±0.1%FS 測定分解能 ≤ 0.001mm、3 の数。

 

2.9 メインコントローラー (1 セット)

1) 負荷、シリンダ変位、軸方向および円周方向の伸び計は、複雑な経路制御に影響を与えることなく、マルチレートおよびマルチターゲット量を組み合わせた試験プロセスで使用できます。

2) アップダウンマシンモード、非 PC オンボードコントローラーを採用。同じタイムドメインを確保するために、複数のコントローラーを並行して使用することは禁止されています。コントローラーには 1.6 GHz のクアッドコア CPU 周波数が搭載されています。メモリ2GB。 4GBのストレージ。高速USB2.0インターフェース。デュアル イーサネット 1Gbps 通信速度適応型 RJ45 ネットワーク インターフェイス。 2 つのシリアル ポートがあり、そのうち 1 つのシリアル ポートはオイル ソース PLC 通信に接続され、制御圧力と流量を設定します。コントローラーは U ディスクに直接接続でき、データはコントローラーの外部デバイスに直接保存できます。同時にデータをPCに保存することも可能です。二重のデータ保険により、コンピュータのクラッシュやシャットダウン後のデータ損失を防ぎ、データの整合性とセキュリティを確保します。

3) 主圧力、制限圧力、浸透、温度を備えたコントローラー 4 チャンネルの閉ループ制御レート、同時に 20KHz。ソフトウェアによる最大同期 20KHz のデータ収集と保存。ソフトウェアは、収集して保存する実際の接続数に応じて、いくつかのパスを任意に選択できます。

4) コントローラーにはシリンダーの位置を調整するための手動速度ハンドルがあり、昇降機能があり、2 つの速度調整が可能で、試験片の設置に便利で、 3つのシリンダーをそれぞれ制御するように切り替えられます。

5) 静的制御精度 0.2%、動的制御精度 0.5% (10% fs ～ 100% FS)。位相制御精度±1°。

 

2.10 コンピュータおよびデータ処理ソフトウェア

1) マイコン システム、構成内容は次のとおりです: (INTEL i7-13700K CPU /32G-DDR4-3200 メモリ /1TSSD ハードディスク /NVIDIA Tesla V100-16GB)1。

2) ソフトウェアにはプログラム可能なテスト パスの機能があり (ソフトウェアはランプ、ホールド、ダイナミック、スイープの 4 つのコマンド ステージで構成されます)、1 つ以上のシリンダーを組み合わせたテスト用に任意に構成できます。 。たとえば、主圧力のテストでは、まず変位荷重を使用し、次に応力荷重に切り替え、次に軸方向のひずみ制御に切り替え、最後に破壊後に円周方向のひずみ制御に切り替えます。最初に拘束圧を負荷し、その後変位負荷に切り替えることができ、主圧と拘束圧のいずれかの段階に達すると、自動的に主圧が作動し、拘束圧（保持段階中）が実行されます。次のステージでは、各コマンドステージのデータ保存レートを任意に設定できます（最大20KHz）。コンパイルされたパスが完了したら、コンパイルされたパスを繰り返しロードできます。

 

3) 軸ひずみは 2 つのセンサーのいずれか、または両方の平均値をフィードバック制御機能として選択できます。

4) 同時に、ソフトウェアには各段階で複数のトリガー モード (スロープ、ホールド、ダイナミック、スイープ) があり、各段階で異なるトリガー モードを選択できます。アキシャルチャネルには、ノーアクション、軸応力トリガー、軸変位トリガー、軸ひずみトリガー、円周ひずみトリガー、次の段階への応力減衰トリガーの機能があり、軸応力停止、軸変位停止、軸ひずみの11のトリガーモードがあります。停止、周方向ひずみ停止、応力減衰停止試験。

 

5) 動的荷重中、ソフトウェアは波形の数に応じて連続および間隔で保存でき、各サイクルの応力/変位/ひずみのピーク値と谷値を保存できます。ソフトウェアはすべてのパス フェーズ パラメータを表示でき、またソフトウェアは現在のテスト フェーズ パラメータを強調表示できます。

 

6) ソフトウェアは、動的負荷および掃引負荷中に PID パラメータ関数を自動的に調整でき、人間の介入なしに波形誤差と位相誤差を自動的に補正できます。全周波数範囲（≤5Hz）内では、調整の開始から完了まで（機器が指定する誤差範囲内で）調整プロセス全体が 2 秒以内に完了します（自動補正の有効化と無効化の比較は、受付時に提供されます）。

 

7) データ収集には以下が含まれます: 13 の収集モードがあります: 線形時間、対数時間、応力変化、マスターシリンダー変位変化、軸変形 1 変化、軸変形 2 変化、軸平均変形変化、円周変形 3変化、閉じ込め圧力の変化、閉じ込めシリンダーの変位の変化、浸透圧の変化、不浸透性シリンダーの変位、および温度の変化のうちの 1 つが可能です。各制御段階での収集を任意に設定できます。

 

8) 完全な一軸テスト、三軸テスト、静的および動的テスト、カスタム パス テストなど。

9) データ処理には、履歴データの表示、静的データ処理、動的データ処理の 3 つのモジュールがあります。履歴データビュー: 保存されたデータを振り返ることができ、必要に応じてセクションの 1 つを振り返ることができ、ローカルズームインおよびズームアウトなど、曲線の水平および垂直座標を時間に合わせて任意に切り替えることができます。力、変位、軸ひずみ、直径ひずみなど。静的データ処理: 曲線の特定のセクションを切り取ってデータ フィッティングを行うことができます (フィッティング方法には、最小二乗法、最小絶対残差、三乗二乗法が含まれます)。弾性係数を見つけることができます。 E、ポアソン比。同時に最大強度の半分のときの弾性率とポアソン比を求めることができます。動的データ処理: サイクルに従って表示でき、特定の週の力とひずみデータを表示するように指定できます。また、A から B サイクルの力とひずみデータを連続的に表示することもできます。指定された期間データに基づいて、各期間内の現在の動的サイクル、最大応力、最小応力、最大ひずみ、最小ひずみ、動弾性率、動的ポアソン比、動的せん断弾性率、減衰比係数を計算できます。

 

2.11 最大油圧源圧力は 23MPa、油圧ギヤオイルポンプを採用、最大流量は 60L/min、圧力と流量は PLC によって制御され、流量と圧力は、タッチスクリーンとメインコントローラーのシリアルポート通信により、流量と圧力は15%-100%FSの範囲で無段階に調整できます。

 

3. メイン構成

3.1 1 セットの軸方向圧縮システム

3.2 1 セットの拘束圧力システム

3.3 1 セットの浸透システム

3.4 高温システム 1 セット

3.5 音響放射システムのセット

3.6 油圧システム 1 セット

3.7 1 つの電気制御システム

3.8 2 つのオペレーティング システムをテストする

3.9 冷却システム 1 セット

3.10 空気圧システムのセット