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塔式起重机结构应力测试试验

分类:应力应变测试    关键词:应力测试

塔式起重机在生产过程中,都会有一项重要的环节就是型式试验,它可判断新产品设计、制造是否成功,是否符合安*要求,是设计任务书要求的重要判断依据。其中结构应力测试是其中一项很重要的试验内容。下文就是针对塔式起重机型式试验中结构应力测试的相关介绍。

测试工况及载荷

本次型式试验的样机型号为QTZ125,它是一种多用途塔式起重机,*大工作幅度63m,*大额定起重量8t。

结构应力测试点的选择

结构应力测试点布置如下,起重臂上被2根拉杆分成的三段部位分别选A-A、C-C和E-E三截面,分别在每一截面的上弦杆和一侧的下弦杆处贴应变片1和2、4和5、7和8;在2根拉杆B-B、D-D截面分别贴应变片3和6;在上支座F-F截面的两对角线主弦杆和斜腹杆分别贴应变片9、10和11;在下支座G-G截面的两对角线主弦杆和斜腹杆分别贴应变片12、13和14;在标准节H-H截面的两对角线主弦杆和斜腹杆分别贴应变片15、16和17;在底架两对角线支腿上分别贴应变片18和19。

结构应力测试原理

本次试验选择电阻应变片作为结构应力测试传感器。塔机测试部位在应力的作用下引起应变片金属丝电阻值发生变化,且电阻值的相对变化与应变有如下关系。

15.png

式中:ε——单位应变

Μ——电阻丝材料的泊松比

π1——纵向压阻系数

E——材料的弹性模量

由上式可知,电阻值的相对变化与电阻丝长度的变化,面积的变化以及电阻率变化有关,且与应变成正比,因此通过测量电阻变化dR/R便可以测量应变ε,这是应变片的原理,其中,Sg=1+2μ+π1E,称为应变片系数或灵敏度。

应变片电阻值的变化经电桥转换为电压输出。选取各桥臂电阻值相等,即R1=R2=R3=R4=R0,本次试验选用半桥单臂连接,相邻桥臂温度补偿方案。R1为工作应变片电阻值,在工作时随被测量变化而变化,而应变片的电阻值不仅随着应变而且随着温度变化而变化,且由温度变化引起电阻变化的影响很大。由于相邻两桥臂电阻的变化所产生的输出电压为该两桥臂各阻值变化产生的输出电压之差,利用这个特性,可用来作温度误差的自动补偿,采用一温度补偿应变片R4,它与工作应变片一起被配置在一电桥的相邻两臂上,两应变片为完全相同的应变片,它们分别被粘贴在相同温度的相同材料上,两应变片由电阻的温度变化而引起的阻值变化完全相同,这样将对电桥的输出电压无影响,而因正常地输入载荷引起的阻值变化仍将使电桥失去平衡,从而产生电压输出。电桥电源电压ex2VDC,设被测部位产生变形引起的应变片电阻值变化量为ΔR,则:

16.png

可见,电桥输出电压与应变片的阻值变化量为单调线性变化关系。

仪器采用聚航科技的JHYC静态应变仪,由于被测塔机部位机械应变一般在10-6~10-3范围内,而且常规电阻应变片的灵敏度Sg值很小(Sg≈2),所以其电阻值变化范围也很小,约为10-1~10-4Ω数量级。应变片在受到外力作用下,电桥输出微小的应变电压,此电压信号由应变放大器实现信号的放大与程控增益,由滤波器完成抗混滤波的功能,通过A/D转换器变成数字信号后,由CPU进行数据采集及计算处理,将数据保存在存储器中,并进行数据显示和打印,通过usb接口,将数据存储到计算机上,在控制软件操控下,可对采集的测试数据进行分析,从而实现对应变和应力的测试。

以上就是塔式起重机结构应力测试的相关介绍,如果您还想了解更多信息,可直接咨询聚航科技,我们很愿意为您答疑解惑。


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