正弦動態(tài)調幅調頻水壓力發(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，大連理工大學環(huán)境土力學實驗室研制開發(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)生預設的循環(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準、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械結構代替了單片機模擬正弦曲線的插值逼近算法，研發(fā)了正弦動態(tài)調幅調頻水壓力發(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。 該儀器的設計分為兩個部分，即機械部分和伺服系統(tǒng)部分的設計。機械部分以Pro/ENGINEER軟件為設計分析工具，進行運動學仿真，而后經(jīng)過分析與論證，最

3、終選用曲柄-棘輪機構。采用此機構，可以實現(xiàn)在不停機的狀態(tài)下實時調整曲柄的長度，以達到調節(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備，對主電路進行EMC及其配線設計，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試表明，儀器工作穩(wěn)定、可靠，工作特性良好。曲柄。棘輪結構不僅能夠達到最大壓力幅值的設計要求，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