一、概述
加載凍融試驗(yàn)機(jī)是我公司依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，研制而生產(chǎn)的，其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)自動(dòng)加荷、可調(diào)頻率、移動(dòng)環(huán)境箱自動(dòng)控溫、低消耗，從而縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)費(fèi)用。是目前國內(nèi)外測(cè)試力學(xué)性能試驗(yàn)的一種*儀器。
該儀器采用電液伺服閥及計(jì)算機(jī)數(shù)字控制*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(dòng)精確的測(cè)量和控制試驗(yàn)加荷、卸荷等試驗(yàn)過程，本儀器整個(gè)試驗(yàn)過程由計(jì)算機(jī)控制、測(cè)量、顯示、數(shù)據(jù)處理、行成曲線圖形并打印。用于人工模擬一年四季，自然界地表面的真實(shí)氣溫變化、溫度和持續(xù)時(shí)間，可任意人工模擬季節(jié)性凍土，雙單向凍結(jié)融化過程及加載狀況下的壓縮，可模擬地下水補(bǔ)給及降雨雪水遷移蒸發(fā)試驗(yàn)，不同地基土和不同類型渠道土樣模型。從而獲得渠道襯砌內(nèi)力、變形地基土水分溫度遷移過程凍土產(chǎn)生脹力、脹量、回彈融沉、變形和切向凍結(jié)力分布規(guī)律等。本儀器主要用于土壤的融化壓縮、融沉變形、凍脹力、凍脹量等試驗(yàn)。
1、模擬加載試驗(yàn)箱：外部尺寸：長1240mm，寬1200mm，高2740mm；內(nèi)部尺寸：約長1000mm；寬1000mm；高：1000mm；材質(zhì)：全不銹鋼材質(zhì)
2、雙面控溫（內(nèi)上下兩面），時(shí)間、溫度可任意設(shè)置。上頂面溫度范圍：-40℃～100℃ 精度：±0.5℃；下面溫度范圍：-40℃～100℃ 精度：±0.1℃，任意設(shè)置及編程35段，冷源不小于25升。帶內(nèi)循環(huán)及溫度傳感器
3、水分溫度采集系統(tǒng)及傳感器
4、鹽份、土壤電阻率、用戶自備
5、溫度變形補(bǔ)水系統(tǒng)
6、凍脹力、變形系統(tǒng)
7、計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)軟件
8、選配功能：側(cè)面留有過線孔可做土壤脹量、脹力，壓縮融沉、水分、溫度、鹽份等試驗(yàn)。
9、模擬箱內(nèi)每200mm一層，層疊加高度為1000mm
10、加熱功率：約4.5kW 制冷功率：約4.8kW
11、電源：電壓380V 頻率50Hz 功率10kW
12、恒定供水裝置：2000ML
13、多通道土壤水分溫度記錄儀（選配）：
智能數(shù)據(jù)記錄儀
1、符合RS485/CAN協(xié)議規(guī)范，.多支持32節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)組成靈活
2、支持256路繼電控制模塊的擴(kuò)展
3、能夠以單機(jī)或組網(wǎng)形式與本地PC互聯(lián)
4、搭載32位微處理器，整機(jī)具有高可靠性，運(yùn)行穩(wěn)健，高速，工作溫度范圍-20~50℃
5、機(jī)身自帶閃存芯片，能夠存儲(chǔ)大于200萬條記錄數(shù)據(jù)，可使用Micro-SD卡導(dǎo)出數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)上查看
6、支持?jǐn)U展工控人機(jī)界面(觸摸屏)，提供全圖形界面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與控制操作
7、具備在系統(tǒng)固件升級(jí)功能
8、90*114mm工控盒形式，導(dǎo)軌安裝，裝配施工與維護(hù)方便
9、采集路數(shù)：20
10、顯示屏：LCD12864
11、數(shù)據(jù)通信方式：RS485/TTL
12、隨機(jī)配8支水分傳感器（每只傳感器帶5m數(shù)據(jù)線）
13、分線器2支（一拖四）
土壤水分溫度傳感器（一體）試樣溫度量程：-50～200℃±0.1℃
土壤水分傳感器是一款基于頻域反射原理，利用高頻電子技術(shù)制造的高精度、高靈敏度的測(cè)量土壤水分的傳感器。通過測(cè)量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實(shí)水分含量。
土壤水分傳感器可測(cè)量土壤水分的體積百分比，是目前國際上.流行的土壤水分測(cè)量方法。
特點(diǎn)：
1、體積小巧、測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快、互換性好
2、密封性好、可直接埋入土壤中使用、且不受腐蝕
3、土質(zhì)影響較小、應(yīng)用地區(qū)廣泛
4、測(cè)量精度高、性能可靠、確保工作正常、相應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)傳輸效率高
技術(shù)參數(shù)
1、測(cè)量參數(shù)：土壤容積含水率
2、測(cè)量單位：%( m3/m3)
3、測(cè)量量程：0～....
4、測(cè)量精度：0～50%（m3/m3）范圍內(nèi)為±2%（m3/m3）
5、工作范圍：-30℃～70℃
6、穩(wěn)定時(shí)間：通電后1秒
7、響應(yīng)時(shí)間：＜1秒
8、測(cè)量區(qū)域：以探針為中心的直徑為7cm、高為7cm的圓柱體
物理參數(shù)
1、探針長度：55mm
2、探針直徑：￠3mm
3、探針材料：不銹鋼
4、密封材料：ABS工程塑料
5、電纜規(guī)格： 3線制（模擬信號(hào)）； 4線制（RS485）
6、供電電壓：5～24V DC
7、輸出信號(hào)：0～2.5V DC
二、特點(diǎn)
1、試驗(yàn)過程由試驗(yàn)系統(tǒng)軟件自動(dòng)控制。
2、試驗(yàn)系統(tǒng)軟件自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、儲(chǔ)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并形成曲線圖形。
3、選配相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)裝置，配套系統(tǒng)可做多種試驗(yàn)。
4、伺服油源加載，靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種加荷方式。
5、試驗(yàn)加載選擇：恒壓力；恒位移；恒速率。
三、主要技術(shù)參數(shù)
1、伺服油源
1.1 調(diào)壓范圍：0～21Mpa
1.2 工作介質(zhì)（油）：
YH-10（SH0358-1995）航空液壓油；建議夏季25號(hào)；冬季46號(hào)抗磨液壓油代替，油源連續(xù)工作1500H必須更換油。
1.3 環(huán)境溫度：-10～25℃
1.4 油溫保護(hù)報(bào)警表：0～60℃ ；可任意設(shè)置，（出廠已設(shè)置好）
1.5 油箱容積：50L
1.6 電源電壓：380V；頻率：50Hz
1.7電機(jī)功率：22KW 轉(zhuǎn)速：1470r/min；電流：43.2A（三相四線制）
1.8 油源冷卻:制冷功率：2000W ;電壓： 220V
1.9壓差發(fā)汛器：工作壓力：32Mpa；發(fā)迅壓力：0.35Mpa；
1.10軸向柱塞泵：公稱壓力：31.5 Mpa；理論排量：40ml/r額定轉(zhuǎn)速：1500r/min
1.11主油表: 量程：0～40Mpa 精度：2.5級(jí)
1.12回油表：量程：0～10Mpa 精度：2.5級(jí)
2、動(dòng)、靜態(tài)油缸
2.1可選連接
輪輻式力值傳感器量程：0～100KN ； 精度：0.05%
輪輻式力值傳感器量程：0～10KN ； 精度：0.05%
2.2 油缸行程：0～210mm
2.3 油缸位移傳感器：0～200mm；精度0.01mm
2.4 動(dòng)態(tài)油缸振幅：0.05～0.3mm；可任意設(shè)置
2.5油源連續(xù)工作時(shí)間：不大于200H
連續(xù)工作時(shí)，水冷卻和油溫制冷，需同時(shí)開機(jī)
2.6 油缸加壓速度：0～100mm/min，可任意設(shè)置
2.7高壓油管：.高耐壓：34Mpa
2.8射流管電液伺服閥：電壓：8mA;額定壓力：21Mpa；額定流量:30L/min
四、試驗(yàn)參數(shù)
（1）.大靜態(tài)加力：200KN；.大動(dòng)態(tài)加力：100KN
（2）試驗(yàn)頻率范圍：0.01～20Hz
（3）主要試驗(yàn)波形：正玄波
（4）加荷速率：0.001KN/S～100KN/S ； 可任意設(shè)置
（5）加載速度：0.01mm/min～100mm/min ； 可任意設(shè)置
（6）試件變形位移傳感器：0～20mm，精度0.001mm
(7) 可任意設(shè)置.大力，.小力控制采集。精度10N，有手動(dòng)分段加壓功能。
（8）有動(dòng)態(tài)分段加壓逐級(jí)功能，共12段，可任意設(shè)置次數(shù)、變形。
三、儀器組成及原理
本儀器主要由伺服作動(dòng)器、伺服液壓油源、移動(dòng)式控溫環(huán)境箱、全自動(dòng)伺服控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、配套試驗(yàn)裝置等組成。
1、伺服作動(dòng)器及伺服液壓油源
主要由油箱、油泵電機(jī)組、電磁溢流閥、電磁換向閥、節(jié)留閥、儲(chǔ)能器、濾油器、電液伺服閥、單項(xiàng)閥及配流座、油源冷卻裝置、伺服油源控制面板等組成。
液壓伺服泵站：采用無泄露的*技術(shù)，壓力輸出平穩(wěn)，無波動(dòng)，低噪音，散熱效果好，過濾精度高，壓力超載、油溫超溫自動(dòng)保護(hù)。
液壓伺服泵站：為伺服作動(dòng)器提供穩(wěn)定的液壓動(dòng)力。
2、全自動(dòng)數(shù)字伺服控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)由測(cè)力控制系統(tǒng)、位移測(cè)量控制系統(tǒng)和應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)組成，本系統(tǒng)全部由計(jì)算機(jī)軟件控制操作運(yùn)行。
3、試驗(yàn)軟件
本軟件適用于WINXP、win7、win8、win10等平臺(tái)系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)配合，可控制試驗(yàn)完成各類動(dòng)態(tài)、靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，軟件自成體系，與控制系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)通訊，在控制試驗(yàn)系統(tǒng)工作的同時(shí)，繪制動(dòng)態(tài)、靜態(tài)試驗(yàn)要求的試驗(yàn)曲線，并獨(dú)立完成各類試驗(yàn)管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、試驗(yàn)報(bào)告打印等功能。
試驗(yàn)系統(tǒng)軟件是我公司自主研發(fā)的多功能、全自動(dòng)疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高精度的AD電子器件進(jìn)行傳感器采集，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)波形自動(dòng)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)精確測(cè)量和智能控制。系統(tǒng)支持破損、蠕變、加載疲勞、回彈等多種試驗(yàn)類型，試驗(yàn)操作簡單、自動(dòng)保護(hù)可靠。試驗(yàn)系統(tǒng)軟件是加載凍融試驗(yàn)機(jī)配套的專屬軟件，用戶利用軟件可方便的進(jìn)行各種試驗(yàn)。軟件界面直觀簡潔、操作簡單，可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)保存，保存數(shù)據(jù)格式為文本文件，以便于用戶用其它工具打開對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析。
試驗(yàn)系統(tǒng)軟件界面如下圖：
