起重機廣泛應用于工廠、貨場、港口等場所，在吊裝、貨運行業(yè)發(fā)揮著不可替代的作用。金屬結(jié)構(gòu)是起重機的骨架，其工作狀態(tài)直接影響整機的工作性能、安全性和可靠性，一旦發(fā)生故障將會帶來巨大的直接和間接損失。起重機金屬結(jié)構(gòu)應力測試是研究其結(jié)構(gòu)強度、檢驗結(jié)構(gòu)實際承載能力的重要手段，是保證其安全運行不可缺少的一個環(huán)節(jié)。
本文采用無線應變儀對一臺W型的橋式起重機箱形主梁進行一次全面的應力測試，測量了主梁關(guān)鍵部位在不同工況下產(chǎn)生的應力以及結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)沖擊，并通過計算判斷其結(jié)構(gòu)是否滿足疲勞強度要求。
應變片布置與粘貼工藝
應變片布置
橋式起重機的橋架是主要金屬構(gòu)件，是由主梁、端梁、走臺等部分組成。由受力分析可知，主梁上蓋板受壓，下蓋板受拉，由于鋼材的抗拉強度低于抗壓強度。因此測點應布置在上、下蓋板的下表面，應變片方向應于主梁軸線方向一致。但考慮現(xiàn)場施工條件，下蓋板的下表面為懸空狀態(tài)，貼片難度大。因此，選擇在主梁跨中下蓋板的上表面和上蓋板的下表面進行布點。當小車運行至主梁跨端時，此時端部腹板的剪力最大，由于該處主應力的方向是變化的。因此，應變片應粘貼在腹板變截面拐角處。另外，小車輪軌道上沿附近的主腹板上容易出現(xiàn)裂紋，因此還應在主梁跨中、1/4跨主腹板處貼片，方向與主梁軸線方向垂直。
橋式起重機應力測點應根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力部位，應力集中和變截面位置等原則進行選擇，本次測試共選擇7個測點。
應變片粘貼工藝
應變片粘貼主要包括應變片檢查、測點表面處理、貼片和防潮處理等步驟，應變片粘貼具體步驟要求如下。
1. 應變片檢查 檢查應變片是否有斷絲、折損等問題，并用萬用表測量應變片阻值，測量過程中不要用手觸摸基片，防止污染應變片。為保持后續(xù)測試的一致性，同一組應變片阻值誤差不應超過0.2Ω。
2. 測點打磨 首先，使用角磨機去除測點表面銹漬、漆層，在打磨過程中盡量不要損壞起重機母材，然后用細砂紙打磨直至測點表面光滑。
3. 測點擦洗 用酒精棉反復擦洗測點表面，待使用新棉球擦拭后無污漬時，擦拭結(jié)束。
4. 應變片粘貼 將JH-496膠水滴在應變片反面，兩點對齊，迅速貼在測點表面，并用粘貼膜覆蓋在應變片表面，用手指輕壓1min后揭去薄膜。
5. 接線 將兩引腳線分別與提前備好的導線連接，并用絕緣膠帶封裝。接線完成后應用萬用表測量應變片阻值，若其阻值變化較大或者不通時，應查找原因，必要時應當重新粘貼應變片。
6. 防潮處理 為了防止應變片污染和受潮，應在其表面涂抹一層防水膠。
無線應變測試系統(tǒng)
儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY-W無線動態(tài)應變測量分析系統(tǒng)，測量終端通過WIFI與路由器和計算機進行數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)置鋰電池，體積小巧，可實現(xiàn)分散性遠距離測量和，無線通訊距離可達200m。
測試對象為一臺橋式起重機，額定起重量為150t，箱梁材料為Q235鋼，屈服強度為235MPa，彈性模量為210Gpa。本次結(jié)構(gòu)與載荷響應測試包括靜態(tài)和動態(tài)兩種測試工況，工況描述如下：
靜態(tài)測試：主鉤起重量為150t，小車位于主梁跨中起吊，起升載荷離地1m，保持1min，最后緩慢卸載，測試結(jié)束。
動態(tài)測試：主鉤起重量為150t，小車位于主梁跨中起吊，起升載荷離地1m，緩慢向主梁左側(cè)移動至端部，保持1min以上；然后反方向移動至主梁另一端部，保持1min以上，最后緩慢卸載，測試結(jié)束。
結(jié)論
應力測試技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)強度、檢驗結(jié)構(gòu)實際承載能力的重要手段。對橋式起重機進行的應力測試總結(jié)如下：
1. 橋式起重機應力測試測點一般選在主梁跨中、跨端和1/4跨位置。
2. 為保證測試結(jié)果的正確性，應變片粘貼時應該嚴格按照應變片檢查、測點表面處理、貼片和防潮處理等步驟進行。
3. 對于受交變載荷的起重機金屬結(jié)構(gòu)，其疲勞許用應力遠小于靜強度許用應力，因此為保障起重機的安全運行，應對其結(jié)構(gòu)進行疲勞強度校核。
4. 據(jù)現(xiàn)場應力測試結(jié)果和分析，確定測試的橋式起重機主梁強度滿足相關(guān)要求，具有較大的強度儲備。
5. 起重機在設計時出于安全考慮，會設定較高的安全系數(shù)，實際應用中可根據(jù)應力測試的結(jié)果來優(yōu)化安全起重參數(shù)。
