基于工业CT的多功能加载控制系统设计及实验研究

来源：机床与液压杂志2018年第4期北京时间：

作者：赵弘

单位：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院；中国石油大学(北京)机械与储运工程学院；中国石油大学(北京)机械与储运工程学院；中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

摘要：为了观测煤样在不同的应力、温度、渗透压的作用下，煤体的变形破坏特征及其内部孔隙结构的实时变化，研制一种能和工业CT实验台配套使用的多功能加载系统。该系统能够模拟深部地层中的高温高压环境，可以实现对轴压、围压、渗透压和温度的实时监测及控制。采用模糊PID控制策略对加载力系统进行控制，仿真和系统的单轴加载试验表明：该控制策略较传统控制策略在稳定性及控制精度方面有一定提高。此外，该多功能加载系统还可以在三轴加载的同时完成对试样的CT扫描和渗透率测量，具有系统整体刚度好、受载均匀、控制稳定等特点。利用研制的系统初步完成了煤样蠕变、单轴压缩、单轴加压，加卸围压等实验，得到了试样在一系列加载试验中的应力应变曲线及同步CT图像，验证了该系统的有效性和可靠性。

关键词：多功能加载;工业CT;模糊PID控制;力控制系统

基金资助：国家自然科学基金（51575528）