【摘要】：本課題以礦山水害三維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺為研究對象,針對傳統(tǒng)壓力加載方式存在壓力加載操作復(fù)雜、精準(zhǔn)度低、實(shí)時性差等問題,提出使用自動壓力加載系統(tǒng)對三維物理模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行壓力加載的方法,并設(shè)計實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺壓力的加載控制系統(tǒng),最終成功的運(yùn)用于礦山水害三維物理模擬實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。針對三維物理模擬實(shí)驗(yàn)壓力加載方式的問題,提出了使用了二級壓力加載的搭建方法,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了氣體、液體等物質(zhì)通過蓄能裝置直接或者間接作用在模型上的壓力加載系統(tǒng)。這一加載方式,能夠應(yīng)對實(shí)驗(yàn)中各種突發(fā)情況影響下的壓力瞬間加載,提高了系統(tǒng)的時效性和加載速率。針對三維物理模擬實(shí)驗(yàn)壓力加載數(shù)據(jù)采集及自動控制的問題,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了壓力控制系統(tǒng)的硬件部分,以及開發(fā)了壓力采集控制程序。使用了加權(quán)濾波算法對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化處理,提高了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性;改進(jìn)了壓力控制算法,對壓力控制動作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,在提高壓力加載響應(yīng)速率的同時使得系統(tǒng)運(yùn)行加平穩(wěn)。針對系統(tǒng)加壓過程中壓力沖擊使的物理模型不穩(wěn)定問題,提出了一種基于三維模型物理參數(shù)特征的自適應(yīng)算法,并將其運(yùn)用于壓力控制系統(tǒng)當(dāng)中。算法根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)階段壓力參數(shù),對初始壓力差、壓力加載參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析及調(diào)整,選擇更合理的加載方式對三維模型進(jìn)行壓力加載,減小了壓力加載過存在的壓力沖擊問題,使得物理模型壓力加載更加平穩(wěn)。完成壓力加載系統(tǒng)搭建,進(jìn)行了三維物理模擬實(shí)驗(yàn)對系統(tǒng)進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)中使用多通道壓力加載,各個通路壓力加載均能滿足實(shí)驗(yàn)要求,整個系統(tǒng)運(yùn)行情況良好,較之傳統(tǒng)壓力加載形式,壓力加載精確度更加有很大提高,壓力檢測精度達(dá)到0.01MPa,同時持續(xù)壓力加載穩(wěn)定性更好。當(dāng)發(fā)生壓力變化時,能夠快速動作進(jìn)行壓力穩(wěn)定加載,并且程序能夠根據(jù)壓力加載情況進(jìn)行及時調(diào)節(jié),這是傳統(tǒng)壓力加載方式所不能達(dá)到的。
【圖文】：

壓力加載設(shè)備

直接壓力加載設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TD745

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2596979