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林用门式起重机部分杆件应力测试方法

分类:应力应变测试    关键词:应力测试

门式起重机多使用于林区,有带悬臂和不带悬臂两种形式。随着经济的发展,门式起重机不再是单一地用于木材作业,而是向更多用途拓展。为使门式起重机既安全又高效地运作,需要对门式起重机的技术参数和性能进行应力测试和探查。测试的内容主要有静刚度、动刚度、主要杆件的静应力、动应力、振动、焊缝的强度、机械部分的性能等。下面就是针对主要部分杆件进行的应力测试研究。

门式起重机应力分析

林区使用的门式起重机多为型钢焊接构成的桁架结构,结构型材采用断面几何形状比较规整的各种型号的工字钢、槽钢、角钢以及由它们组成的各种形式的组合断面。

在起重机桁架钢结构受力计算时,目前多采用许用应力计算法,即根据外载荷组合和材料的许用应力来计算所需面积的大小,然后选定钢材的型号和确定组合断面的形式与大小。在计算时,把各种外载荷简化成作用于结构的节点,因此,受力的各杆件除承受起重小车直接作用的上弦或下弦外,其它杆件都承受轴向力。起重小车直接作用的上弦或下弦,除承受轴向力外,尚承受立面弯矩和平面弯矩,杆件在这些载荷作用下主要是产生正应力。但是,由于在加工制造过程中受材料形心线的偏移、加工产生的预应力等因素的影响,也会产生部分切应力。产生这些切应力的载荷分量是比较多的,在桁架结构中是比较次要的。

门式起重机应力测试方法

钢结构杆件的应力测试方法主要是应用非电量电测技术,即应变片电测法。在预测杆件应力的部位贴上应变片,结构加各种载荷后,通过电桥、应变仪测得各种载荷情况下的应变,利用应变和应力的关系,得到不同情况下的应力值。通过我们对各种典型断面的应力分析,掌握应力分布规律是应变片布片和接桥的基础。应力测试的方法主要有两种:一种是载荷分量测量法;另一种是zui大正应力法。

载荷分量法是分别测量截面上的正应力和切应力,然后按不同的强度理论进行强度校核。这种方法在布片时,要考虑测量某种载荷产生的应力时要排除由其他载荷所引起的应力。例如:测量由立面弯矩Mx引起的正应力时σ1,应排除由平面弯矩My产生的应力σp,我们就得在Y-Y主惯性轴上布片,因为Y-Y轴上σp=0。反之若测量平面弯矩产生的应力σp时,在X-X主惯性轴上布片就能排除σ1的干扰,因为在X-X轴上σ1=0。

zui大正应力法是采用与载荷分量法不同的布片原则与方法,测得几个正应力中zui大的正应力。如果想知道其中某个正应力分量就需要采用分解的方法来求得。为了测得zui大正应力,应该把片子贴在有可能产生*大正应力的地方,这样就要把片子布置在惯性主轴*远的地方。例如工字钢、槽钢、角钢、T型钢断面,片子就布置在四个或三个角处,这样,zui大正应力可能在其中某一贴片处。

应力测试结果

经过我们对林区装卸木材使用的多台门式起重机钢结构主要部分杆件的测量,得出了许多杆件在各级加载时的应力值。现把几种常用杆件断面形式的实测zui大应力与同载荷下的计算应力列入表中。这些数据取自不同的门市起重机不同杆件的测量结果。

门式起重机杆件应力测试结果.png

门式起重机杆件应力测试结果

结论

1. 实测的杆件应力和计算应力非常接近,实测应力小于计算应力的居多数,个别杆件的实测应力略大于计算应力。这说明目前的钢结构杆系计算中采用的许用应力法是偏于安全的。

2. 由于采用较简易的计算方法和测试方法,可能导致实测应力与计算应力有一定的差值,但通过计算测试毕竟能掌握起重机的主要性能及状况,这对于起重机的使用和维修有着重要的实际意义。


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