旋转压实仪的机构研究与控制器研制的开题报告

旋转压实仪的机构研究与控制器研制的开题报告一、研究背景及意义1.1研究背景旋转压实仪是一种用于土壤力学参数试验的设备，广泛应用于土工、建筑、硕士研究生科研实验中。旋转压实仪通过旋转圆盘使试验样品受到一定的挤压力，以模拟实际环境下的载荷情况，进而测量土壤的力学参数，并结合试验数据来评估土壤的承载力、稳定性等指标。因此，旋转压实仪可以有效地评估土壤的力学性能，为工程建设提供依据。1.2研究意义随着社会的发展和建设的不断推进，人们对土壤力学参数的需求越来越高，旋转压实仪的应用也越来越广泛。然而，目前旋转压实仪在实践中存在一些问题，如试验过程中容易出现样品变形、试验精度不高等问题，这些问题严重影响了试验的准确性和可靠性。因此，如何提高旋转压实仪的试验精度、保证试验结果的可靠性是当前需要解决的研究问题。因此，本文从机构设计和控制器研制两个方面入手，提出了一种新型的旋转压实仪机构及其控制器，旨在解决现有旋转压实仪存在的问题，提高试验精度和可靠性，为土壤力学参数试验提供更加准确和可靠的数据。二、研究内容和研究方案2.1研究内容本文的研究内容主要包括两个方面：一是旋转压实仪的机构设计，包括旋转盘的设计、压实头的设计、传动机构的设计等；二是旋转压实仪控制器的设计及开发。通过对以上两个方面的研究，本文旨在提高旋转压实仪的试验精度和可靠性，为土壤力学参数试验提供更加准确和可靠的数据。2.2研究方案2.2.1旋转压实仪机构设计在旋转压实仪机构设计中，需考虑旋转盘的稳定性和精度，压实头的设计及传动机构的设计。具体方案如下：1.旋转盘设计：需要考虑旋转盘的直径和材质。为保证试验精度和可靠性，选择高硬度坚固的材质，如钢铁或铝合金制造。2.压实头设计：压实头需要与旋转盘紧密贴合，并能够施加足够的压力，以确保试验的准确性和稳定性。3.传动机构设计：传动机构需要将电机的转速传递到旋转盘上，同时需要保证传动机构的精度和稳定性，以确保试验的准确性和稳定性。2.2.2旋转压实仪控制器设计控制器设计的主要任务是控制旋转压实仪的整个试验过程，包括控制转速、记录试验数据等。具体研究方案如下：1.算法设计方案：对于旋转压实仪试验来说，转速控制精度非常重要。因此，需要研究算法来实现高精度的转速控制。2.硬件设计方案：硬件设计方案主要包括控制器的选型、输入输出接口、实时采集等。3.软件设计方案：软件设计方案主要是编写程序来控制旋转压实仪的转速、记录试验数据等。三、预期成果通过本次研究，预期获得以下成果：1.设计研发一套新型的旋转压实仪机构，具有更高的试验精度和可靠性。2.设计开发一套控制器系统，实现对旋转压实仪试验过程的全程控制和数据采集，提高试验的精度和可靠性。3.对设计的旋转压实仪进行试验验证，并与现有旋转压实仪进行比较分析，验证其试验结果的准确性和可靠性。四、研究进度计划本次研究预计分为以下几个阶段：阶段一：文献调研与机构设计（一个月）。1.学习旋转压实仪原理和目前的研究进展。2.设计旋转压实仪的机构，并进行初步测试验证。阶段二：控制器设计与开发（两个月）。1.选定旋转压实仪控制器的硬件和软件方案。2.设计实现高精度转速控制的算法。阶段三：试验验证和分析（三个月）。1.进行试验验证，收集和分析试验数据。2.对设计的旋转压实仪与现有旋转压实仪进行比较分析，验证其试验结果的准确性和可靠性。阶段四：撰写论文和答辩（一个月）。1.撰写论文，并整理试验数据和设计方案。2.进行论文答辩。五、参考文献1.Ferreira,D.,Oliveira,D.V.,Almeida,M.S.andFarias,M.M.(2018)‘Experimentalevaluationoftheinfluenceofthecompactionspeedonthebehaviorofconsolidatedundrainedsoilsamples’,SoilsandFoundations,58(4),pp.932-938.2.Frieboes,R.M.andCooney,C.L.(2017)‘Anewapparatusformeasuringthedynamicresponseofunsaturatedsoils’,GeotechnicalTestingJournal,40(5),pp.755-767.3.Gee,G.W.andOr,D.(2002)‘Particle-sizeanalysis’,MethodsofSoilAnalysis.Part4—PhysicalMethods,pp.255-294.4.Krug,J.W.,Al-Mahrooqi,H.A.,Al-Mahrooqi,R.H.andGlaser,S.D.(2017)‘Anewcyclictriaxialtestmethodforunsaturatedsoils’,GeotechnicalTestingJournal,40(4),pp.616-626.5.Petersen,K.T.andSmith,R.E.(2018)‘Comparisonofsimplecycli