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浅谈起重机械的结构应力测试

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：陈本章

[导读] 摘要：本文阐述了起重机械的结构应力测试的重要性，对起重机械的结构应力测试原理进行说明，做出起重机械的结构应力测试技术的分析，希望对我国起重机械结构应力测试的发展有所帮助。

        广东省特种设备检测研究院茂名检测院 525000
        摘要：本文阐述了起重机械的结构应力测试的重要性，对起重机械的结构应力测试原理进行说明，做出起重机械的结构应力测试技术的分析，希望对我国起重机械结构应力测试的发展有所帮助。
        关键词：起重机械；结构应力；应力测试
        一、起重机械的结构应力测试的重要性
        随着我国经济的不断发展和进步，应力测试技术是一种较为成熟的测试技术手段，将该项技术运用到起重机械安装之中，能够通过分析准确判断出起重机械钢结构强度实际情况，展开机械安全性评估，会为起重机械使用提供可靠安全保障。在对起重机械进行使用时，可能会因为构件变形、磨损等问题，使起重机结构刚度、强度受到影响，埋下较大的安全隐患。为保证机械金属结构性能，确保结构刚度、强度以及与相应标准相符程度，需要借助相应技术手段实施校核处理，而应力测试技术就是其中的一种。该项技术在起重机安装以及使用校核中都有着极为突出的表现，值得对其展开深层次研究。随着社会的不断发展，人们的安全意识逐渐的增强，为减少起重机带来的安全事故和经济损失，在起重机械上安装在线监测装置，在很大程度上保证了起重机运行安全。
        金属结构是装卸机械的支持构架，支承着各工作机构自重以及外部载荷。大型机械荷载运动空间高、移动范围大、载荷量重的特点使其安全可靠性尤为重要，从而对结构强度提出更高要求。应力应变测试是研究大型机械结构强度的重要手段。采取相应措施对港口大型机械的金属结构应力状态实行有效监测和诊断预测，保证设备运行安全，提高装卸作业效率，对于保证机械运作效率，提高设备工作利用率，具有十分重要的意义。起重机械结构应力为对象，针对起重机械的特殊工作条件，提出了基于无线数据传输的在线监测系统的设计方案。利用现有的网络资源，发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势，为数据采集提供一种便捷的无线数据传输方式，能够随时掌握起重机械承载结果工作时的技术状态，实现了对起重机械金属结构的长期在线监测，方便快捷，有较高的实用价值。
        二、起重机械的结构应力测试原理
        在对结构应力数值进行获取时，会通过对结构应变进行测试的方式获得相应结果。科学的应变测量手段，能够在时域中高质量完成构件应力最大值、平均值以及最小值等数据提取任务。在具体进行应变测量过程中，会运用应变片，通过对构件实施动态加载以及静态加载的方式，运用测量系统完成应变变化规律以及大、小数值等测试。在进行起重机械安装过程中，需要通过应力测试技术对主要受力构件试吊中的应力与应变情况进行明确，并通过与理论计算值实施比较的方式，确定起重机主要受力构件安全性是否达标。如果在进行安装时，出现突发状况，需要及时做出反应，保证机械整体结构稳定与安全性，以为后续施工开展提供可靠起重机械支持。
        三、起重机械的结构应力测试技术
        1、应变片粘贴技术。原理是将应变片粘贴在构件上后，如果构件受力出现应变情况，应变片电阻也会随之发生变化，此时只需要对电阻变化值进行测量，便可以通过公式计算明确构件应变大小。粘贴原则是由于应变片布片质量会对应力测试形成直接影响，所以测试人员应明确相应布片原则，以为应力测试技术应用奠定良好基础。具体原则如下：第一，应片应放置在应力集中区以及均匀应力等区域；第二，应放置在机械使用过程中最不利工况最大应力处；第三，放置在经常超载或存在塑性变形等位置；第四，保证探析起重机械安装中的应力测试技术布置科学性，尽量减少应变片粘贴数量。

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        2、应变片粘粘工艺是实施应变片粘贴时，首先需要运用放大镜对应变片展开观察，确定应变片表面是否存在裂缝、断丝等问题，并要运用万用表对应变片阻值实施检测，确保应变片可以保持在最为理想的状态；其次运用砂纸或角膜机对试件表面实施打磨，保证其表面光滑程度，且要运用细砂纸对网纹式展开处理，运用丙酮对试件表面进行同一方向擦拭；再次在对版面正反面进行确定后，需要将较为光滑的一面作为贴面，在应变片背面滴 502胶水展开粘贴施工，为保证粘贴质量，应在粘贴完成后，用拇指连续按住应变片 30s，挤压出多余胶水，之后再将表面覆盖的薄膜除去；最后将镊子拔起应变片引脚线，利用透明胶带将其固定在构件上，对导线、引线两端实施焊锡。同时需要运用万用表，对应变片试件绝缘电阻值与应变片阻值实施测量。如果测试结果与相应标准不符，证明粘贴存在问题，需要重新进行粘贴，直至合格为止。在测试合格后，在应变片表面上涂抹胶水与凡士林软膏，以防应变片与水汽接触，从而降低应变片受潮可能性。测试准备通常应变片需要经过10～ 24小时之后，才可达到相应黏合强度要求，所以测试人员需要为应变片粘贴预留出足够的时间，并做好应变仪器调整，科学展开各观测点数值变化观察，确定应变片是否存在零点漂移问题，如果存在该问题，说明西应变片粘贴存在问题，需要重新进行粘贴。同时会将应变片应变变化与电阻变化情况真实展现出来，需要做好应变片滞后特性处理，要在测试之前，先反复进行多次预先加载与卸载，确保应变片可以保持在最佳状态。测试分析。实施数据收集、分析，对测试全过程展开总结与评估，确定应变或时间变化规律。一方面需将测试结果和经验数值、预期值以及理论数值实施比较；另一方面需将对比结果提升到理论层面，展开深度分析，明确其中规律。同时需对被测试件展开评价，客观展开机械安装质量评估，并填写研究报告，以为机械安装调整提供相应资料参考。
        3、光测法是以光弹性法为理论基础实施的应力检测技术。在偏振光场中，如果双折射效应透明光弹性材料受到力的作用，便会形成干涉条纹，此时只需要对干涉条纹图进行测量与计算，便可明确受载情况下的应力对象状态以及变化情况，进而完成相应测试。在利用该种手段对检测对象实施测试过程中，能够将对象状态变化以光信号形式呈现出来，可以与电子装置形成有效兼容，整体发展潜力相对较大。同时因为光纤信号抗干扰能力较强，不会轻易受到外界各项因素影响，所以该项技术也可用于电磁干扰以及高压干扰环境中。因为光纤传输方式损耗量相对较小，在应力测试，尤其是远距离测试中有着不可忽视的优势与作用，虽然该项技术在起重机领域应用还处于初级阶段，但其具有的价值却是极为突出的，值得广泛进行推广。实施电阻式应力测试时，为方便操作，保证测试与起重机现场检验要求相符程度，需要不断对应变片连接方式进行简化，减少不必要的焊接环节。同时无线遥感技术的不断完善，使得该项技术抗干扰能力得到了切实提升，其会逐步取代电缆有线测试，提高测试灵活度与便捷性。光纤式应力测试结构模型会得到不断优化，会更加适合起重机检验。此种测试方法会使起重机在线监测成为现实，是大型起重机械常用安全监控方法。在计算机模拟仿真技术与应用测试不断融合的今天，应力测试多是在起重机安装完成后展开的，对机械结构内部自重所形成的应力实施检测存在较大难度，所以检测所得数值以试验加载后金属结构所产生的应力差值为主。在模拟仿真技术辅助下，会通过对结构加载荷载前后应力差值实施比较的方式，对测试数据准确性进行确定，整体测试今后会变得更加智能。
        四、总结
        鉴于应力测试对于起重机安装所起到的重要作用，各施工企业应加强对起重机安装应用测试技术的研究力度。要在对测试技术原理以及具体技术内容进行明确的基础上，按照实际检测要求与安装环境，将金属记忆检测、振动检测以及应变片等检测技术科学运用到起动机安装测试之中，从而准确获得各项数值，明确起重机械结构刚度、强度实际情况，以便展开科学布控，保证结构安装安全性与可靠性，进而为起重机械使用创造出更加优质的环境与条件。
        参考文献：
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