高精度油圧ロードシステムは、高度なフォースフィードバック制御を利用して、垂直力と水平力の間の複雑な相互作用を管理します。これらのシステムは、試験対象の物理的な動きに同時に適応しながら、多段階荷重を印加するように設計されています。擁壁や杭などの基礎要素が移動またはたわみしても、システムはアクティブな圧力補償を使用して一定の垂直荷重を維持し、構造変位中に通常発生する圧力損失を防ぎます。
コアの要点 これらのシステムの決定的な能力は、荷重安定性と構造運動の分離です。水平たわみ中に圧力補償を使用して垂直力を一定に保つことにより、研究者は変数を分離し、垂直荷重増分が水平支持力にどのように寄与するかを正確に定量的に分析できます。
フォースフィードバックと安定性のメカニズム
多段階荷重の実施
標準的な荷重は、多くの場合、単一の線形進行で力を印加します。しかし、高精度システムは、多段階の垂直荷重および水平荷重を印加するように設計されています。
これにより、「段階的荷重」が可能になり、圧力が特定の制御された増分で印加されます。この段階的なアプローチは、単純な連続荷重よりも複雑な現実世界の応力蓄積をよりよく模倣します。
アクティブ圧力補償
基礎試験における重要な課題は、材料が応力下で移動することです。静的システムでは、サンプルが圧縮したり、ピストンから離れたりすると、印加荷重はすぐに低下します。
これらのシステムは、圧力補償によってこれを克服します。油圧ユニットは圧力をアクティブに監視し、体積膨張または移動によって引き起こされる低下を相殺するために流体フローを自動的に調整します。
構造変位への適応
複雑な荷重条件には、しばしば大幅なジオメトリ変化が伴います。主な参照では、擁壁の変位と杭基礎の水平たわみという2つの特定のシナリオが強調されています。
これらのイベントでは、基礎は物理的に移動します。高精度システムは、この移動を検出し、油圧を瞬時に変調します。これにより、同時に発生する水平変形に関係なく、垂直荷重が一定に保たれます。
精度が基礎分析にとって重要な理由
支持力の定量化
この制御の究極の目標は、定量的な分析です。研究者は、垂直重量と水平安定性の関係を理解する必要があります。
フィードバックループを通じて垂直荷重を厳密に制御することにより、システムは、アナリストが垂直荷重増分が水平支持力に寄与する度合いを測定できるようにします。
実験の再現性の確保
科学的な精度は、同じパラメータで実験を繰り返す能力に依存します。
正確なフォースフィードバック制御は、手動調整またはパッシブ油圧システムによって導入される変動を排除します。これにより、各テストサイクルで基礎に正確で事前に決定された力が加えられ、複数の試行にわたる科学的な精度が保証されます。
制約の理解
反応速度への依存
これらのシステムは優れた制御を提供しますが、その精度はフォースフィードバックループの速度に完全に依存します。
「一定荷重」を真に一定に保つためには、システムは変位が発生するよりも速く変位を補償する必要があります。構造たわみと圧力補償の間に遅延があると、一時的な荷重変動が発生し、支持力に関するデータが歪む可能性があります。
目標に合わせた適切な選択
高精度油圧ロードの価値を最大化するために、テストプロトコルをシステムの機能と一致させてください。
- 支持力の分析が主な焦点である場合：テストプロトコルが垂直荷重を一定の変数として分離し、水平抵抗に対するその特定の効果を正確に測定するようにしてください。
- 構造モデルの検証が主な焦点である場合：多段階の段階的荷重機能を使用して、単一の単調荷重を印加するのではなく、特定の応力履歴パターンを複製してください。
油圧制御システムの精度は、支持力分析の妥当性を直接決定します。
概要表：
| 特徴 | メカニズム | 基礎試験への影響 |
|---|---|---|
| 多段階荷重 | 段階的な増分 | 現実世界の応力蓄積パターンを模倣 |
| フォースフィードバック | アクティブなクローズドループ監視 | 対象物の移動にもかかわらず荷重安定性を確保 |
| 圧力補償 | 自動油圧調整 | 水平たわみ中の垂直力一定を維持 |
| 変位適応 | リアルタイム変調 | 水平支持力の正確な分析を可能にする |
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参考文献
- Yuhao Zhang, Qianyi Zhang. Experimental Study on the Horizontal Bearing Performance of Pile–Soil Composite Foundation Under Coupled Action of Active and Passive Loads. DOI: 10.3390/buildings15173184
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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