正弦動態(tài)調(diào)幅調(diào)頻水壓力發(fā)生裝置研制.pdf

1、土體中液體的流動會產(chǎn)生孔隙水壓力，而孔隙水壓力會直接影響土體的強(qiáng)度，從而影響土體的穩(wěn)定性，因此對土體中孔隙水壓力的量測至關(guān)重要<'[1～2]>。為了能夠直觀地研究孔隙水壓力對土體的影響，大連理工大學(xué)環(huán)境土力學(xué)實驗室研制開發(fā)了第一代智能精密水壓力發(fā)生裝置，該儀器可以在飽和試樣底部直接作用循環(huán)孔隙水壓力，產(chǎn)生預(yù)設(shè)的循環(huán)孔隙水壓力波形，從而獲得飽和試樣在循環(huán)孔隙水壓力作用下的力學(xué)特性。 第一代智能精密水壓力發(fā)生裝置雖然能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的循

2、環(huán)水壓力，一定程度上解決了傳統(tǒng)動三軸試驗中存在的部分問題，但是仍然存在波形不標(biāo)準(zhǔn)、得到的無氣水不理想等缺陷。本文以能產(chǎn)生正弦位移曲線的機(jī)械結(jié)構(gòu)代替了單片機(jī)模擬正弦曲線的插值逼近算法，研發(fā)了正弦動態(tài)調(diào)幅調(diào)頻水壓力發(fā)生裝置，同時有效地解決了第一代智能精密水壓力發(fā)生裝置存在的一些問題。 該儀器的設(shè)計分為兩個部分，即機(jī)械部分和伺服系統(tǒng)部分的設(shè)計。機(jī)械部分以Pro/ENGINEER軟件為設(shè)計分析工具，進(jìn)行運動學(xué)仿真，而后經(jīng)過分析與論證，最

3、終選用曲柄-棘輪機(jī)構(gòu)。采用此機(jī)構(gòu)，可以實現(xiàn)在不停機(jī)的狀態(tài)下實時調(diào)整曲柄的長度，以達(dá)到調(diào)節(jié)水壓力幅值的大小，同時產(chǎn)生不同頻率不同幅值的壓力曲線的目的。伺服系統(tǒng)選用日本安川伺服以及與其相匹配的外圍設(shè)備，對主電路進(jìn)行EMC及其配線設(shè)計，以確保伺服系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。 通過對儀器的初步調(diào)試表明，儀器工作穩(wěn)定、可靠，工作特性良好。曲柄。棘輪結(jié)構(gòu)不僅能夠達(dá)到最大壓力幅值的設(shè)計要求，而且可以產(chǎn)生壓力幅值逐漸增大和逐漸減小的光滑類正弦波曲線，實