土工离心机

摘要： 土工离心模型试验技术是研究复杂岩土工程问题的重要手段,受到国内外学者的广泛关注。TPEI-200g·t土工离心模型试验系统于2021年全面建成,其最大离心加速度为200g,最大负载为2 t,有效半径为4 m;数据采集系统采用美国NI模块,为动静一体数据采集系统,共有128个通道,能够采集土压、孔压、应变、位移、加速度等试验参数;该系统配备了多轴机器人、振动台、抛填机器人、水位升降机器人等多种机载设备,能够动态模拟插拔桩、挖坑、打洞、振动、填筑、水位升降等多种现实工况,满足绝大部分情况下土工试验的需要。该试验系统立足于为重大工程项目提供技术服务与支持,为交通行业提供一个高水平的研究平台。

摘要： 目的 研究湍流模型和旋转域划分对土工离心机数值计算的影响,以建立适用于土工离心机计算的数值模型。方法 针对一款有实测风阻功率的土工离心机模型,分别采用SRF和MRF方法进行建模,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-Omega湍流模型,对不同转速下土工离心机室内流场进行数值模拟,对比计算所得风阻功率、流场及温度场分布。结果 标准k-ε模型和SST k-Omega模型对湍流黏度的过度预测会导致计算所得土工离心机风阻功率偏大。中低转速下,旋转域的划分对计算结果的影响较小,但采用SRF方法计算所得的风阻功率与实验值更接近。结论 通过对比实验结果,为土工离心机计算建立了较为可靠的数值模型,并通过对比流场分布分析了因湍流模型选择引起计算误差的原因,为土工离心机数值模拟提供了思路。

摘要： 强震在合适的条件下会引起地表破裂而对工程造成损坏,避开发震断层引起的地表破裂带是工程选址的重要内容之一.研究采用土工离心模拟技术,在100g超重力环境下成功模拟了逆断层错动过程,得到了基岩不同位错时上覆土层为40 m厚度的干砂和湿砂场地地表变形演化特征,依据试验结果将地表变形过程划分为整体抬升期、隆起变形期、陡坎平移期和变形减缓滞期四个阶段,最终给出强震地表破裂避让距离的建议值.针对这一问题开展的试验研究及有关成果,对认识和研究隐伏逆断层错动引起的土体变形及确定发震断层地表破裂的避让距离等具有重要的理论和实际意义.

摘要： 目的 分析获得离心机运转时各综合效应对其模态频率的影响.方法 从理论上推导结构在无离心场时,仅考虑预应力刚化效应和仅考虑旋转软化效应与综合考虑各效应时结构固有频率之间的关系.建立TLJ500土工离心机静止状态及运转状态的有限元模型,并根据TLJ500静止状态的模态试验结果对有限元模型中主轴轴承部位的材料参数进行修正识别,获得可信度更高的模型.再将修正识别得到的主轴轴承参数代入离心机运转状态的有限元模型,开展离心机运转状态的模态分析,结合理论分析结果,计算得到综合考虑预应力刚化效应与旋转软化效应时离心机关心模态频率的结果.结果 运转状态TLJ500离心机关心模态频率计算结果与试验结果比较一致.结论 仿真结果验证了文中方法的可行性,为离心机临界转速设计提供了一种可信的数值模拟预测方法.

摘要： 回顾并总结我国土工离心机的发展历程、现状及趋势,概括了现役设备的性能指标和功能特点.以中国地震局工程力学研究所DCIME-40-300土工离心机为例,阐述了针对地震韧性工程研制土工离心机的关键技术,包括土工离心机、离心振动台、主机室冷却系统、降雨模拟系统、冻融循环系统等,给出了解决关键难题的基本思路与总体设计方案.针对离心振动台性能评价需求,提出了离心振动台性能测试方法与评价指标,并给出了若干性能测试结果.结果 显示:正弦波输入时,平均波形失真度约为10.7％;地震波输入时,平均幅值误差约为4.44％,平均频谱面积误差约为5.89％,均优于相关行业标准规定的技术指标.

摘要： 目的 给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果.方法 针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求.利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证.结果 模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10％,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合.结论 针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法.

摘要： 针对含弱渗透性覆盖层的饱和砂土地基进行一组离心机振动台试验,并采用OpenSees对试验模型进行数值模拟。通过模型试验与数值模拟结果对比讨论OpenSees对于饱和砂土地基地震液化模拟的精度;采用水平方向的Arias强度表示传入某一位置的地震动强度,并以液化时水平方向Arias强度作为该土层的抗液化强度;采用OpenSees计算不同地震动输入时饱和砂土的反应,以此检验Arias强度作为抗液化强度的准确性。结果表明,引起饱和砂土液化所需要的地震动强度随深度增加而增加;当传入的地震强度达到砂土发生液化所需要的地震强度时,该层砂土将会发生液化。

摘要： 交通运输部天津水运工程科学研究院于2016年11月建成大型土工离心机试验系统,该系统包括容量为500g·t的大型土工离心机、双向振动台、多功能机械手及配套的试验厅,是目前国内容量最大、功能最齐全的土工离心机试验系统之一.文章首先分析了国内外主要的土工离心机试验系统现状,简要介绍了我国几台主要土工离心机及其试验研究情况,进一步结合天科院大型土工离心机试验系统的功能设计,对其应用前景进行了分析.

摘要： 本文对NHRI-400型土工离心机主机系统改造进行了介绍.改造工作在设备原有土建及布局基础上进行.根据设备状态和技术协议要求,先拟定了改造思路,并以此进行了主传动系统、仪器舱、转臂(含不平衡力测量)、吊篮等结构的改造.经后续工作验证,本次改造达到了预定目的,实现了技术协议要求.

摘要： 真空土工离心机有其不可替代的优点:在高加速度条件下需要的电机功率低,对温控要求低,因此对于一些不受真空影响的土工离心模拟试验,是一个不错的选择.但同时也会带来许多特殊的难题,如建筑结构的密封和变形控制、机械设备的动态密封和维护、电子器件的耐压性和热辐射等,特别是对于模型试验,真空会对土体模型材料以及观测设备产生一定的影响,会显著增加试验的难度和成本.本文结合DELFT真空土工离心机的建设经验,探讨了离心机在不同真空压力和温度下的风阻功率,给出了真空系统设备选型方法,并介绍了应用真空土工离心机进行岩土模型试验的特点和应用情况.

摘要： 动力离心机被当前岩土地震工程界公认为最有效、先进的室内物理模型研究手段,但全球现役数量仍十分稀缺,大量动力和静力土工离心机在各国处于建设和筹划阶段.动力离心机建设具有问题多、难度大、周期长等特点,尤其是中、大型.风阻功率作为离心机驱动电机选取和机室冷却系统设计的基础参数,是设计关键问题之一,直接影响设备工作安全性和试验结果可靠性.本文以风阻功率和冷却方法为两个核心,首先建立与求解了风阻功率简化模型和计算方法,解释了土工离心机风阻功率发生机制和计算问题,提出了便于工程应用的简化估算方法;分析了机室内风场和温度场分布特点,提出了节能冷却系统设计优化方法.

摘要： 土工离心机是修建水电站、大坝、桥梁、机场等重要基建设施必不可少的大型试验设备，中国水电科学研究院具有国内最大的土工离心机试验装置。文章介绍了硬件平台的设计与实现；数据采集软件设计与实现；加固与抗干扰设计与实现。NI PXI平台数据采集设备和LabVIEW软件开发环境相结合，可以快速有效的搭建复杂的数据采集系统。通过对硬件的精心选择和相关软件的编写，可以使该系统在高重力、高风压、电磁环境恶劣的土木离心机上正常工作，并且采集到准确、可信的数据。

摘要： 本文中全面介绍了TLJ-150A土工离心机设备的总体布局、技术指标、主机结构以及其性能特点.该离心机采用了等长臂双吊篮结构形式,过载加速度范围为0g～150g,设备负载为l000kg时,过载加速度可达150g;设备配置了动态平衡调节结构,在不停机情况下,最大可调节3t的不平衡力,可有效改善主机的不平衡状况,减小振动;设备的转速稳定精度达到了-0.019％～0.039％且为动态系统预留了接口,可升级改造用以开展动态试验.

摘要： 机座是保证土工离心机稳定运行的关键部件之一.文中详述了土工离心机机座的结构原理,开展了机座内的主轴、机座壳体的三维结构设计;结合实际工况,建立主轴与机座壳体的有限元计算模型,对边 界约束和载荷进行适当处理,用ANSYS软件对主轴与机座壳体进行了力学分析,静力分析结果很好的验证了设计的合理性;同时,针对主轴安装固定、工况特点,对机座中的轴承系进行了设计,确定了轴承的选型与布局.多个工程项目试验结果表明,本文设计的机座能够满足土工离心机使用要求,所设计的具体结构与设计方法可以为类似离心机的机座设计提供参考.

摘要： 目前,离心模型试验中模拟板桩码头港池开挖过程大多是在1g条件下完成,这种开挖方式相比原型增加了一个离心加速度从1g到ng的过程,虽然模型与原型土体的最终应力状态一致,但两者应力路径完全不同,因此,上述开挖模拟方式并不完全满足模型相似准则.利用南京水利科学研究院新研制成功的土工离心机机器人操纵臂首次实现在超重力场中模拟板桩码头港池分层开挖,该开挖方式完全符合模型相似准则,分别比较两种开挖方式下板墙弯矩值和板墙水平侧向位移,试验结果表明板墙弯矩变化规律基本一致,但超重力场中开挖得到的前墙弯矩极大值明显偏大,锚碇墙弯矩极大值结果相反;1g条件下开挖得到的板墙变形值偏大.

摘要： 天然气水合物(以下简称水合物)是我国的战略能源.但水合物分解可引起土层软化和超静孔隙流体压力的形成,从而导致局部钻探与开采井筒的失稳,甚至大范围的海底滑坡等地质灾害,严重威胁深海安全.同时水合物分解导致的土层不稳定性又是一个多时间尺度多空间尺度的新的科学问题.本文以我国南海浅表层粉土为实验介质,利用土工离心机模拟了100g条件下土层不稳定性动力学演化的过程、基本现象和基本数据.实验发现:水合物分解过程中,上覆土层发生明显沉降,坡顶出现裂缝;上覆土层上方的水层明显增加土层的压缩沉降,而坡脚存在自由面使得土层间滑动显著增加.水合物分解后土层软化与超静孔隙压力的形成是这些现象产生的主要机制.这些研究数据将为水合物分解导致土层不稳定性评价提供参考依据.

摘要： 近年来，离心机作为超重环境模拟试验装置，广泛应用于国防科研和国民经济建设领域，土工离心模型试验技术也随之发展成熟，在堤坝、路基、隧道、建筑物等方面应用研究，探索各种自然现象机理，并得到不断创新发展。冻融离心模型试验装置的研发在国内尚处于起步阶段.为了实现离心场下的冻融温变模拟试验,设计了冻融模型箱、热交换系统,针对离心机设备无外接冷却水的问题,设计了自循环水冷却系统,实现了无外接水源情况下的冻融离心试验.结果表明,该试验装置满足需求.

摘要： 本发明涉及泡沫铸造型壳（31）、离心机转鼓（30）、用于生产包围了离心机的转鼓（2）的热绝缘件（32）的方法、以及离心机。所述泡沫铸造型壳（31）被配置为一次性工具，该一次性工具用于使用热绝缘材料对所述转鼓（2）进行泡沫包围。因此，能够显著地减少具有热绝缘件的转鼓（2）的离心机转鼓（30）的生产复杂度和生产成本。

摘要： 本发明涉及一种用于离心机的混合型转子(1)，具有：转子基体(10)，所述转子基体具有容纳侧(16)和驱动侧(17)；用于固定驱动轴的装置，所述驱动轴用于使混合型转子(1)绕旋转轴线(R)旋转；以及，至少两个设置在转子基体的容纳侧(16)上的容纳部(11)，各容纳部具有用于离心机容器的插入口(110)，所有容纳部都同时具有用于能旋转地安装摆动容器(2)的旋转支承件(12)和用于固定地安装固定角容器(3)的固定支承件(13)，并且混合型转子在其驱动侧具有敞开式的结构，以便允许摆动容器和/或固定角容器的自由端突出于混合型转子。本发明还涉及一种用于离心机的套件(4)，所述套件具有混合型转子和至少一个固定角容器。此外，本发明还涉及一种在混合型转子和套件中使用的固定角容器。

摘要： 本发明涉及用于离心机的设备，包括用于将驱动系统可释放地连接到离心机转子上的离心机驱动头，离心机驱动头包括下列元件：安装成能够绕旋转轴线旋转的基体；安装在基体上以绕回转轴线向外转动的至少一个第一联接元件和至少一个第二联接元件，二者相互不同；用于转子的轮毂，其具有凹口；该凹口被构造为：当所述轮毂安装在所述离心机驱动头上时，仅第一联接元件和第二联接元件之一能转动到该凹口中并与该凹口的至少一个壁接触，或者当所述轮毂安装在所述离心机驱动头上时，该凹口允许第一联接元件和第二联接元件转动到该凹口中；第一联接元件接触界定该凹口的至少一个壁，第二联接元件不抵靠在所述凹口的壁上。本发明还涉及包括上述设备的离心机。

摘要： 本发明涉及泡沫铸造型壳（31）、离心机转鼓（30）、用于生产包围了离心机的转鼓（2）的热绝缘件（32）的方法、以及离心机。所述泡沫铸造型壳（31）被配置为一次性工具，该一次性工具用于使用热绝缘材料对所述转鼓（2）进行泡沫包围。因此，能够显著地减少具有热绝缘件的转鼓（2）的离心机转鼓（30）的生产复杂度和生产成本。

摘要： 本发明涉及一种连续工作的喷嘴离心机(1)的、特别是喷嘴分离机的喷嘴监控设备(15)，所述喷嘴监控设备包括壳体(2)、转鼓(3)能绕竖直的转动轴线(3a)转动地设置在所述壳体(2)中，所述转鼓在所述转鼓(3)的周边(3b)上具有限定数量的喷嘴(8)，所述喷嘴监控设备(15)具有至少一个传感器和控制单元(24)。所述喷嘴监控设备(15)构造为光学喷嘴监视器，所述光学喷嘴监视器具有至少一个频闪观测器(19)和至少一个摄像机(20)，所述至少一个摄像机(20)构成所述至少一个传感器。提供一种具有这样的喷嘴监控设备(15)的喷嘴离心机(1)和一种用于监控喷嘴离心机(1)的喷嘴(8)的方法。

摘要： 本发明涉及一种离心机转子(1)，具有转子体(2)和居中布置在这个转子体中的针对离心机(5)的可围绕旋转轴(R)旋转的驱动轴的驱动头(4)的容置件(3)，以及具有用于布置数个样本容器(7)的样本容置件(6)。在所述转子体(2)的背离驱动头(4)的插入侧(E)的顶侧(O)上设有保持环(8)，其具有包含中心开口(80)的环形基体(81)和从这个基体出发背离顶侧(O)向上延伸的尖齿(82)，其中保持环(8)是以使得旋转轴(R)穿过中心开口(80)延伸的方式布置。本发明还涉及一种用于配合离心机转子(1)使用的保持环(8)，其具有包含中心开口(80)的环形基体(81)和从这个基体出发背离基体(81)向上延伸的尖齿(82)，其中所述尖齿(82)至少在其自由端(820)的区域内相对基体(81)的内缘(83)以间距(A)向外错开，以及涉及一种包括所述保持环的保持环配置(9)，以及涉及一种离心机(5)，其具有所述离心机转子、所述保持环或所述保持环配置。

摘要： 本发明公开了一种实验室离心机转子平衡锁定装置，包括壳体，壳体上设置有平衡定位孔，平衡电机轴穿设在平衡定位孔内，平衡电机轴外侧与平衡定位孔内侧设置有定位凸齿和定位齿槽，用于实现平衡电机轴与壳体的绝对平衡，壳体内设置有锁紧组件，当锁紧组件位于锁紧位时，可限制平衡电机轴的轴向移动，位于解锁位时，可安装或拆卸壳体，触发组件用于控制锁紧组件在锁紧位与解锁位之间切换，本申请提供的实验室离心机转子平衡锁定装置可实现快速更换，安装后即为平衡状态且操作方便，无需使用专用工具进行操作，本发明公开的离心机转子使用上述的平衡锁定装置，本发明公开的离心机使用上述的离心机转子，均可实现上述的有益效果。

摘要： 本实用新型公开了一种实验室离心机转子平衡锁定装置、离心机转子和离心机，离心机转子平衡锁定装包括壳体，壳体上设置有平衡定位孔，平衡电机轴穿设在平衡定位孔内，平衡电机轴外侧与平衡定位孔内侧设置有定位凸齿和定位齿槽，用于实现平衡电机轴与壳体的绝对平衡，壳体内设置有锁紧组件，当锁紧组件位于锁紧位时，可限制平衡电机轴的轴向移动，位于解锁位时，可安装或拆卸壳体，触发组件用于控制锁紧组件在锁紧位与解锁位之间切换，本申请提供的实验室离心机转子平衡锁定装置可实现快速更换，安装后即为平衡状态且操作方便，无需使用专用工具进行操作，本实用新型公开的离心机转子使用上述的平衡锁定装置，本实用新型公开的离心机使用上述的离心机转子，均可实现上述的有益效果。

摘要： 本实用新型实现一种离心机用试样容器及使用其的离心机用转子、离心机，其通过实现剖面形状为扁平状而非真圆形的试样容器，而使可安装在转子的试样容器的总根数比先前增加。在具有筒状的主体部、及堵塞主体部的下端侧的底部的离心机用的试样容器中，主体部是具有平行的两个平面的筒状，从上方观察具有椭圆形的开口，底部由半圆筒部与连接在半圆筒部的侧方的四分之一球状部形成。使试样容器的高度比开口的短轴方向长度大，将椭圆形的圆弧部的外表面的曲率半径、半圆筒部的外表面的曲率半径、及四分之一球状部的外表面的曲率半径设为相等的曲率。另外，在主体部的开口部分形成朝径向外侧扩展的凸缘部。

摘要： 本实用新型提供一种离心机转子及具备该离心机转子的离心机，无论是在单独制作的一个管状容器的情况下，还是在多联的管状容器的情况下都能够通过单手容易地进行装配及拆卸。离心机转子(2R)包括：旋转体(10)，其安装于旋转轴，并包含水平部和从水平部朝向上方弯曲的弯曲部；上方开放的有底槽(14)，其沿着旋转体的弯曲部的端缘部形成，用于以单一或多联地形成的管状容器(50)的盖部(54)为内侧、以管状容器(50)的底部(51)为外侧装配管状容器(50)；以及限制装置(45)，其与插入至有底槽(14)的槽底的管状容器(50)接触，限制管状容器(50)的管主体(52)向上方的运动。