1 岩石力学方向宽广,每个课题都可出现大量研究成果,而且该领域我国仍处于基础性研究,故每个客户对岩石力学试验设备都有不同的技术要求;多为定制专用设备,常规的伪三轴(围压三轴)现在仍然是岩石力学研究的主力军,真三轴我国刚起步不到10年,所以我冠腾试验机公司希望与各位科研一线人员多学习,多交流,共同开发属于‘我们’的设备.
2 试验机的起名:主流是英文的首字母缩写,或是中文的拼音字母。
3 岩石真试验机发展的制约:一个字:资金,由于研究对象为岩石,通常为150mm/200mm300mm甚至500mm的立方体,故而需要大的试验力,才能施与30-50MPa,导致费用加大,而岩石力学试验设备又需要很大的刚度,框架要求高,成本必须高。国内研究机构通常都是心动大于行动。
矿山深井开采面临着众多难题,如何改善深部岩体所处的复杂力学环境——高地应力、高地温、高岩溶水压力及爆破、机械开挖等引起的动力扰动(“三高一扰动”)就是其中之一。高应力意味着高岩体储能。 RTW3000型微机控制岩石(真)三轴试验机由加载主机、伺服油源、电控柜、多通道测控器、手控盒、变形传感器、计算机系统等组成。模拟在工程开挖卸荷过程中,高应力岩体内的高储能被诱发释放,从而导致围岩破裂并诱发岩爆等大规模工程灾害。,利用自行研制的岩石真三轴电液伺服诱变(扰动)试验系统,深入研究真三轴卸荷状态下高应力岩石的力学特性及动载荷诱发岩爆的可能性,揭示深部岩爆灾害的扰动诱发机理。
1、加载主机(3向 最大试验力3000KN、扰动试验力最大60KN、分辨力:10N;频率0.1-6Hz,最大行程200mm精度0.001mm)、加载路径:用户自定义
加载主机主要由一体式框架高刚度主机(刚度大于10GN/m)和拆卸组合式水平框架构成立体空间的X、Y、Z坐标轴。其中一体式框架施加Z、Y轴试验力;拆卸组合式水平框架施加X轴试验力。导向式伺服作动器安装在框架中。
1.1 一体式框架高刚度主机
一体式框架高刚度主机采用铸钢材料一次浇注而成,再由加工中心加工,完全保证形状和位置公差的要求。
1.2 拆卸组合框架
拆卸组合框架结构近似水平放置的可拆装的四柱式压力机。
1.3 一体式框架高刚度主机安装在焊接的机座中央,两侧布置轨道,拆卸组合框架放置轨道上。两框架中部安装导向式伺服作动器
1.4 导向式伺服作动器
导向式伺服作动器由伺服油缸、导向机构、伺服阀、位移传感器、负荷传感器、螺旋消隙垫圈、定位压板和球面支座压板组成。
1.4.1伺服油缸:采用新式结构设计、进口伺服作动器专用高速密封套件及我公司特殊的加工工艺制造。外型简洁、美观大方;密封可靠,无外泄;活塞采用组合密封技术,阻尼低、死区小、启动压力低;伺服油缸具有低阻尼、高响应、高寿命的特点。
伺服油缸设计有定位端面,便于法兰、支座的连接安装。
伺服油缸采用非金属支撑、大间隙设计、高抗侧向力,具有高速不烧结自润滑的特点。伺服作动器极限位置设计液压缓冲区,避免运行失控产生损伤。
1.4.2导向机构
导向筒体两侧开槽,与活塞同轴装于伺服油缸上,一侧安装滚动轴承用于导向防转,位移传感器(磁致式)同轴安装活塞杆中。
1.4.3伺服作动器配置伺服阀,高精度、高频响,工作可靠。
1.4.4伺服作动器前端配置抗侧载负荷传感器 ,刚度高、重量轻是专为动态机设计制造;负荷传感器两端连接处装有螺旋消隙垫圈,以消除连接间隙,提高响应性能。
1.4.5螺旋消隙垫圈,消隙垫圈为两斜面螺旋式,升角采用1~3°,保证其自锁性能。
1.4.6定位压板及球面支座压板
Z轴下部伺服作动器安装定位压板,用于试样定位。其余伺服作动器前端采用球面支座压板,最大限度的减少来自被试件侧向力对作动器的损伤。支座球面结构采用模块化设计。
特殊说明:
1、因试样尺寸较大,所以不需要另配三轴压力室;
2、施力压板有几种形式:
2.1 刚性压板,六块压板都是由金属制造(淬火处理)。变形可采用压板位移法;
2.2柔性压板,金属压板前部鑲装橡胶囊,囊内充液或气加载。加载力为F=9000P P-压力MPa; F-轴力N。变形可采用贴应变片法;
2.3压板方式可以组合应用。
7.计算机和软件
根据用户试验的类型选用商用品牌机或工控机,自动采集存储试验数据,实时显示试验状态(多屏显示),同时绘制多种试验曲线,计算试验结果并打印试验报告。
7.1 计算机系统通过网口与全数字测控器通讯,工作时将全部操作纳入计算机控制,在中文WINDOWS界面上用虚拟键盘操作。
7.2 可根据对试验的不同要求,设置不同的试验方案、曲线类型、计算单位、计算精度,显示的信息,试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成,用户只需选择不同的试验方案,即可得到需要的信息,简化操作。
7.3 可选择应力——应变、力——时间、力——位移、力——变形、位移——时间、变形——时间等曲线,并且可以在试验过程中任意切换,试验过程中自动调整坐标,保证曲线直观完整。
7.4 试验数据实时采集、动态显示试验过程,绘制试验曲线、曲线连续光滑,精细适宜,坐标标记清楚。
7.5 可用鼠标在曲线上得到任意采样点的坐标值( x,y )。
7.6 可以自行设置控制参数,实现程序自动运行。
7.7 具有再分析功能,试验数据可以任意存取,重新计算,重现试验曲线。
7.8 曲线局部放大或还原,同组曲线叠加对比。
7.9 可将试验的原始数据和试验结果,按试验报告格式打出报告(包括曲线)。也可将其输出到excel中,打印报表。
7.10rtw3000型微机控制岩岩石真三轴扰动试验机按用户要求编制试验软件包。