起沉机械通常工作环境恶劣,且频仍地接受各类载荷的反复作用,为了确保其安全状态,预防起沉臂断裂、倾覆等变乱产生,必须采取有关安全检测,其中蕴含对金属结构的检测。

近几年,由于起沉机的大领域使用,国内对起沉机结构安全、断裂失效等问题进行了很多钻研,如选取应力测试系统对平头塔机起沉臂断裂失效进行分析[1];选取应力测试评估老旧起沉机金属结构[2];应力测试结合无损检测在起沉机专用梁式吊具安全评估[3];腹板加高门式起沉机的应力测试及分析,以判定刷新后的设备是否满足工况需要[4]。
应力测试是验证起沉机金属结构承载能力的直接、有效的伎俩。丈量金属结构重要受力部位的应变、应力,进行强度、刚度校核,并且可通过动态丈量,测出结构的动态个性。
起沉机械金属结构应力丈量重要分为:
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校核性丈量 |
改进性丈量 |
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验证结构强度(刚度)是否满足理论推算要求。例如,新产品鉴定性检测。 |
产品改进,确定安全储蓄,减轻结构自沉。 |
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优选性丈量 |
增潜性丈量 |
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各类设计产品的规划比力、试验钻研性检测。 |
产品刷新,提高结构承载能力。 |
丈量步骤
应变电测法是用电阻应变片先测出构件的表表应变,再凭据应力、应变的关系式来确定构件表表应力状态的一种尝试应力分析步骤。
01
应变片安插准则
以港口起沉机械为例,其金属结构根基上是由角钢、槽钢、工字钢、T型钢、钢管等型材或由钢板焊成的箱形结构所组成。由各类大局资料组成的结构,通常接受拉(压)、弯、扭等几种表力的作用,其断面上的应力散布比力复杂。


各类断面的应力散布法规
贴片建议
凭据应力散布状态:单向平面应力状态
主应力方向已知:
轴向受力构件:应变片可在断面上、下或左、右沿轴向安插。
受弯构件:最大弯矩处断面的边缘或四角沿轴向安插。
压弯构件:断面上四角不少于四片轴向安插。
主应力方向未知:
受弯构件的正应力与剪应力较大的部位;
断面状态不规定或有突变处;
汇交力系的杆件节点部位。
单向应力状态

在单向拉伸或压缩表力作用下,沿轴向应力方向贴应变片
平面应力状态(主应力方向已知)

沿x和y的方向各贴一枚应变片(或直角应变花)
平面应力状态(主应力方向未知)
在被测构件上的统一个测点以三个分歧的方向进行丈量(如0°-45°-90°三轴应变花),并对3个分歧方向上的应变进行丈量,凭据公式求出主应力与主应力的方向
沉要受力部位:贴双片,提高丈量值的靠得住性。
对称结构断面:可适当削减布片、数量,例如单边布片。
02
测试数据采集
静态应力测试
检验重要承载构件在额定载荷或分歧工况静载作用下的结构强度,并进行安全评估。

动态应力测试
检验起沉机在动态载荷作用下重要承载金属结构的动应力水平,凭据频谱分析等确定构件强度。

现场急剧丈量
测点数量较少、现场急剧查抄丈量和确认,能够选择手持式动静态应变仪。


参考文件:
[1]张桢,马俊,黄豪华,等.平头塔机起沉臂断裂失效分析[J].中国特种设备安全,2015,37(5):59-63.
[2]张志斌,田佳梅.选取应力测试评估老旧起沉机金属结构的事俘分析[J].设备造作技术,2017,10:178-180.
[3]赵凯,倪猛进,胡静波,等.应力测试结合无损检测在起沉机专用梁式吊具 安全评估中的利用分析[J].内燃机与配件,2017,10:91-93.
[4]鞠成伟,赵政飞.腹板加高门式起沉机的应力测试及分析[J].起沉运输机械,2014,8:116-118.
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