浮式起重機靜載、動載應力測試

浮式起重機（簡稱浮吊）是用于岸與船、船與船之間的過駁裝卸設備，通常安裝在**的船體或囤船上。本文以某港口一臺浮吊為檢測對象，進行了靜載和動載兩種狀態下的應力測試，檢測其在1.25倍額定載荷作用下浮吊結構的靜載荷承受能力，檢驗結構件在1.1倍額定載荷作用下結構的動載承受能力。然后判斷其金屬結構是否滿足靜強度和動強度的工作要求，從而避免危險事故的發生，消除安全隱患。
浮吊金屬結構靜載應力測試與分析
檢測方法與設備
采用聚航科技生產的jhyc靜態應變儀檢測浮吊金屬結構靜載應力，并將靜態應變儀連接成半橋電路的形式。儀器精度高、配備**軟件，應變數值可實時顯示、實時保存，自動生成報表。
應力測試步驟
首先，用打磨儀對測試點進行打磨，按要求粘貼應變片，再用導線把應變片和靜態應變儀相連成半橋電路。根據表1中的3種工況對浮吊金屬結構的關鍵點進行靜載應力測試，
其次，按表1所述的靜載應力檢測工況操作程序分別測量3個工況下試驗載荷在該部位作用時的結構靜載應力。應力數據結果見表2，根據測試結果分析判斷結構承受靜載的能力是否滿足結構靜強度要求。
靜載應力測點布置
浮吊金屬結構靜載應力測點的選取，主要是通過分析其實際工作載荷下的金屬結構強度，并結合其作業和檢測的歷史記錄以及同類型起重機結構的破壞情況，來確定結構的較大應力部位和危險區域作為靜載應力測點。
根據上面所述，主要選擇臂架跨中區域（d、c）、象鼻梁（a、b）、人字架（f、e）、轉臺（i、h）、支撐圓筒（j、e）、活配重（g）及大拉桿（l）等處，分別布置應力測點、貼應變片進行靜載應力測量。
浮吊金屬結構靜載應力檢測工況及相關操作見表1。
表1靜載應力檢測工況
工況
載荷/t
幅度/m
操作程序
ⅰ
0
rmin→rmax
較小幅度時儀器置“0”，變幅到較大幅度后儀器讀數
ⅱ
gmax
rmax
空載時儀器置“0”提升載荷儀器讀數
ⅲ
1.25gmax
注：1.表中rmin、rmax、gmax分別表示較小幅度、較大幅度和額定起重量；
2.起重機額定起重量為16t，測試時gmax實際為15.5t，1.25gmax為20t。
各工況下靜載應力檢測結果見表2
靜載應力檢測結果見表2
測點
工況
ⅰ
ⅱ
ⅲ
a
+6.5
+42.9
+61.0
b
-14.9
-42.5
-60.9
c1
-31.6
-16.4
-18.4
c2
+29.3
-16.6
-18.8
d1
+30.7
-12.7
-3.5
d2
+34.5
-9.6
-6.7
e1
-25.7
-21.3
-32.0
e2
-23.8
-23.0
-33.6
f
+14.4
+15.9
+24.9
g1
+106.2
+8.1
-0.4
g2
+118.8
-2.9
+0.1
h1
-10.2
-13.2
-13.7
h2
-7.1
-15.5
-22.0
h3
+8.4
+11.4
+14.4
h4
+8.3
+14.8
+18.4
i1
+31.6
+50.7
+67.6
i2
+33.1
+44.6
+60.1
j1
+19.4
+33.6
+45.7
j2
+17.7
+30.2
+44.1
k1
-28.2
-24.1
-37.5
k2
+13.2
+21.8
+19.6
k3
-3.9
+6.5
+9.4
l
+18.2
+26.0
+39.5
靜載檢測結果分析
在起重機臂架幅度從較小到較大的過程中，浮吊較大應力出現在配重平衡梁g2測點，應力值為+118.8mpa，小于材料的許用應力（浮吊材料為q235，其許用應力為170mpa）。
在較大幅度、額定載荷（15.5t）及1.25倍額定載荷（20t）靜載作用下，浮吊較大應力部位在轉臺根部（i1測點），應力值為+67.6mpa。如果將臂架變幅過程中系統自重對測點所產生的應力疊加，則i1測點合成應力為+99.2mpa，小于材料的許用應力。起重機結構在上述工況下的靜強度滿足要求。
浮吊金屬結構動載應力測試與分析
檢測方法與設備
采用聚航科技生產的jhdy動態應變儀對浮吊金屬結構的動載應力進行檢測，并且動態應變儀用半橋電路進行接橋。
應力測試步驟
首先確定所需布置的應力測點，用打磨儀對測點進行打磨并按要求粘貼應變片。把動態應變儀、應變片、電腦用導線連接成半橋電路，并按照下面所述的檢測工況檢測起重機在1.1倍額定載荷作用下金屬結構承受動載的能力。根據軟件顯示的應力測試曲線，分析判斷結構承受動載的能力是否滿足結構動強度要求。
動載應力測點選擇
動態應力測試點布置與上述靜態應力測試點的布置原則類似。此次浮吊動態應力測試點選擇靜載應力較大和各個主要構件具有典型意義的位置，選擇a、c1、g2、i1、j1、k1測點作為動載應力測點。
動載應力檢測工況
臂架處在較大幅度，將儀器置“0”，起升1.1倍額定載荷（1.1倍額定載荷為17.6t，測試時實際載荷為17.2t），作上升、制動、下降、制動，再作左右回轉動作，然后載荷回到起始位置。
動載應力測試結果及分析
表3動載應力檢測結果
測點
較大動載應力
峰值/mpa
穩定狀態
應力值/mpa
對比值
a
+47.8
+45.1
1.06
c1
-22.5
-19.4
1.16
g2
-24.0
-21.5
1.12
i1
+64.0
+60.2
1.06
j1
+41.0
+38.9
1.05
k1
-73.0
-68.5
1.07
注：這里動態應力穩定值是在應力峰值附近的范圍**一個均值，對比值則是動態應力峰值和動態應力穩定值的一個比值。
由表3可知，浮吊在較大幅度17.2t載荷動載作用下，較大應力峰值出現在圓筒下部（k1測點），此處應力峰值為-73.0mpa。各動載應力測點應力峰值，對比值均在正常范圍內，起重機結構動強度滿足要求。
總結
本文主要介紹了浮吊金屬結構的應力測試方法以及測點布置方案，結果表明該浮式起重機靜載應力和動載應力均滿足工作要求。
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