主应力轴旋转原位测试系统

高频精确复现

球铰传力与分数阶PID控制协同,在5–30 Hz频段实现高精度主应力轴旋转复现,摆脱多缸协调加载的寄生约束。

Cao, Tiancai · 崔新壮 · Zhenhao, Bao · Du, Yefeng · Wei, Lv · Jin, Qing · Pengcheng, Jia · 王雷 · 张小宁

Transportation Geotechnics 2026

参数信息

力跟踪幅值比
0.98
输出力偏差
1 %
跟踪精度相对提升
10

技术优势

力控制更准

分数阶PID控制器配合多通道同步补偿,克服动态液压缸弱结构阻尼导致的力控精度下降,力跟踪精度比整数阶PID高一个数量级。

消除寄生约束

球铰通过单点传力且所有动力缸作用轴汇聚于该点,从机构上避免多缸协调加载固有的非轴向约束力,应力路径更真实。

实测偏差小

现场测试中每个液压缸输出力偏差均低于1%,三维动态应力与理论预测吻合良好,说明系统在真实路基上能可靠工作。

应用场景