某安裝公司自制了一套500KN/30m動(dòng)臂桅桿起吊大型設(shè)備，現(xiàn)需要檢驗(yàn)動(dòng)臂桅桿的起吊能力是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。委托聚航科技對(duì)自制桅桿起吊進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，得出動(dòng)臂桅桿的*大起吊重量和起伏角度。
應(yīng)變測(cè)試方案
動(dòng)臂桅桿主要由主臂、動(dòng)臂和底座3部分組成（見(jiàn)圖1），試驗(yàn)方法為應(yīng)變電測(cè)法，采用JHYC靜態(tài)電阻應(yīng)變儀進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)試。為了保證試驗(yàn)安全進(jìn)行，根據(jù)500KN/30m動(dòng)臂桅桿試驗(yàn)施工技術(shù)方案和設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，指定了加載試驗(yàn)與應(yīng)變測(cè)試的實(shí)施方案。將主、動(dòng)臂桅桿上幾個(gè)主要危險(xiǎn)截面的理論計(jì)算應(yīng)力值換算成各截面處應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變值，以確定許可應(yīng)變值，避免加載過(guò)量和動(dòng)臂起伏角度超過(guò)規(guī)定范圍。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇除按施工技術(shù)方案中要求的進(jìn)行選點(diǎn)外，還根據(jù)桅桿的受力特點(diǎn)在應(yīng)力復(fù)雜的地方粘貼了應(yīng)變花，選點(diǎn)位置如圖1所示。對(duì)主應(yīng)力方向基本確定的點(diǎn)采用單向貼片。
為保證試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，試驗(yàn)前對(duì)儀器進(jìn)行精心的調(diào)試與校驗(yàn)，嚴(yán)格挑選應(yīng)變片。應(yīng)變片粘貼后進(jìn)行測(cè)試以保證貼片質(zhì)量，并采取必要的防潮措施。為了減少溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，采取了單點(diǎn)逐一補(bǔ)償?shù)霓k法。通過(guò)加修正系數(shù)以消除導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，為防止主要截面上測(cè)試數(shù)據(jù)不丟失，采用了一點(diǎn)多片的方法，試驗(yàn)結(jié)果表明這些措施是有效
試驗(yàn)步驟
1. 校零，桅桿狀態(tài)：動(dòng)臂水平位置（兩個(gè)支點(diǎn)），主臂垂直位置，因主桅桿豎立后校零，所以桅桿自重和施拉繩拉力引起的變形未計(jì)入。
2. 測(cè)試由桅桿自重引起的各點(diǎn)應(yīng)力值，動(dòng)臂起伏范圍0°-80°。
3. 測(cè)試起吊載荷34t離地200mm時(shí)，桅桿各截面上的應(yīng)力值，動(dòng)臂起伏范圍50°-80°。
4. 測(cè)試起吊載荷46t離地200mm時(shí)，桅桿各截面上的應(yīng)力值，動(dòng)臂起伏范圍55°-80°。
5. 測(cè)試起吊載荷52t離地200mm時(shí)，桅桿各截面上的應(yīng)力值，動(dòng)臂起伏角度50°-70°。
結(jié)果分析
從主、動(dòng)臂桅桿危險(xiǎn)截面應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)看，主、動(dòng)臂桅桿各截面的實(shí)測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變與桅桿的實(shí)際變形情況對(duì)比相吻合。根據(jù)起吊52t重物時(shí)實(shí)測(cè)應(yīng)力與桅桿變形的對(duì)比結(jié)果可看出，主臂桅桿和動(dòng)臂桅桿的*大彎矩分別在Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面，*大應(yīng)力分別是1104.2MPa和630.4MPa。
在實(shí)際起吊46t重物時(shí)，發(fā)現(xiàn)主臂桅桿變形較大，以至動(dòng)臂桅桿不能上升規(guī)定的80°的位置，分析其原因，主要是動(dòng)臂在主臂桅桿聯(lián)接處截面產(chǎn)生了一附加彎矩。此彎矩值不僅自身引起較大的彎曲應(yīng)力，還使主臂桅桿產(chǎn)生一初始撓度，增加了桅桿的偏心度，因此由動(dòng)臂軸向力N引起的附加彎矩的影響不可小視。
總結(jié)
通過(guò)起吊試驗(yàn)和應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分析，由安裝公司設(shè)計(jì)制造的500KN/30m動(dòng)臂桅桿的起吊能力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。*大起吊重量52t，起伏角度為70°。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，動(dòng)臂桅桿的危險(xiǎn)界面在Ⅲ-Ⅲ截面，其抗彎能力低于Ⅱ-Ⅱ截面。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝情況看，制造中引起的主桅桿第1節(jié)與第2節(jié)法蘭；聯(lián)接處不同心及法蘭端面與主臂桅桿軸線不垂直等因素對(duì)桅桿的使用有不利影響。
