探析起重機械安裝中的應力測試技術

李偉杰

（山東省特種設備檢驗研究院有限公司，山東 濟南 250101）

在對起重機械進行使用時，可能會因為構件變形、磨損等問題，使起重機結構剛度、強度受到影響，埋下較大的安全隱患。為保證機械金屬結構性能，確保結構剛度、強度以及與相應標準相符程度，需要借助相應技術手段實施校核處理，而應力測試技術就是其中的一種。該項技術在起重機安裝以及使用校核中都有著極為突出的表現(xiàn)，值得對其展開深層次研究。

1 應力測試原理

在對結構應力數(shù)值進行獲取時，會通過對結構應變進行測試的方式獲得相應結果?？茖W的應變測量手段，能夠在時域中高質量完成構件應力最大值、平均值以及最小值等數(shù)據(jù)提取任務。在具體進行應變測量過程中，會運用應變片，通過對構件實施動態(tài)加載以及靜態(tài)加載的方式，運用測量系統(tǒng)完成應變變化規(guī)律以及大、小數(shù)值等測試。

在進行起重機械安裝過程中，需要通過應力測試技術對主要受力構件試吊中的應力與應變情況進行明確，并通過與理論計算值實施比較的方式，確定起重機主要受力構件安全性是否達標。如果在進行安裝時，出現(xiàn)突發(fā)狀況，需要及時做出反應，保證機械整體結構穩(wěn)定與安全性，以為后續(xù)施工開展提供可靠起重機械支持。

2 起重機械安裝中的應力測試技術

2.1 應變片粘貼技術

（1）原理。將應變片（圖1）粘貼在構件上后，如果構件受力出現(xiàn)應變情況，應變片電阻也會隨之發(fā)生變化，此時只需要對電阻變化值進行測量，便可以通過公式計算明確構件應變大小。

（2）粘貼原則。由于應變片布片質量會對應力測試形成直接影響，所以測試人員應明確相應布片原則，以為應力測試技術應用奠定良好基礎。具體原則如下：第一，應片應放置在應力集中區(qū)以及均勻應力等區(qū)域；第二，應放置在機械使用過程中最不利工況最大應力處；第三，放置在經(jīng)常超載或存在塑性變形等位置；第四，保證布置科學性，盡量減少應變片粘貼數(shù)量。

圖1 應變片結構示意圖

（3）應變片粘粘工藝。實施應變片粘貼時，首先需要運用放大鏡對應變片展開觀察，確定應變片表面是否存在裂縫、斷絲等問題，并要運用萬用表對應變片阻值實施檢測，確保應變片可以保持在最為理想的狀態(tài)；其次運用砂紙或角膜機對試件表面實施打磨，保證其表面光滑程度，且要運用細砂紙對網(wǎng)紋式展開處理，運用丙酮對試件表面進行同一方向擦拭；再次在對版面正反面進行確定后，需要將較為光滑的一面作為貼面，在應變片背面滴502膠水展開粘貼施工，為保證粘貼質量，應在粘貼完成后，用拇指連續(xù)按住應變片30s,擠壓出多余膠水，之后再將表面覆蓋的薄膜除去；最后將鑷子拔起應變片引腳線，利用透明膠帶將其固定在構件上，對導線、引線兩端實施焊錫。同時需要運用萬用表，對應變片試件絕緣電阻值與應變片阻值實施測量。如果測試結果與相應標準不符，證明粘貼存在問題，需要重新進行粘貼，直至合格為止。在測試合格后，在應變片表面上涂抹膠水與凡士林軟膏，以防應變片與水汽接觸，從而降低應變片受潮可能性。

（4）測試準備。通常應變片需要經(jīng)過10～24小時之后，才可達到相應黏合強度要求，所以測試人員需要為應變片粘貼預留出足夠的時間，并做好應變儀器調整，科學展開各觀測點數(shù)值變化觀察，確定應變片是否存在零點漂移問題，如果存在該問題，說明西應變片粘貼存在問題，需要重新進行粘貼。同時會將應變片應變變化與電阻變化情況真實展現(xiàn)出來，需要做好應變片滯后特性處理，要在測試之前，先反復進行多次預先加載與卸載，確保應變片可以保持在最佳狀態(tài)。

（5）測試分析。實施數(shù)據(jù)收集、分析，對測試全過程展開總結與評估，確定應變或時間變化規(guī)律。一方面需將測試結果和經(jīng)驗數(shù)值、預期值以及理論數(shù)值實施比較；另一方面需將對比結果提升到理論層面，展開深度分析，明確其中規(guī)律。同時需對被測試件展開評價，客觀展開機械安裝質量評估，并填寫研究報告，以為機械安裝調整提供相應資料參考。

2.2 光測技術

光測法是以光彈性法為理論基礎實施的應力檢測技術，在偏振光場中，如果雙折射效應透明光彈性材料受到力的作用，便會形成干涉條紋，此時只需要對干涉條紋圖進行測量與計算，便可明確受載情況下的應力對象狀態(tài)以及變化情況，進而完成相應測試。在利用該種手段對檢測對象實施測試過程中，能夠將對象狀態(tài)變化以光信號形式呈現(xiàn)出來，可以與電子裝置形成有效兼容，整體發(fā)展?jié)摿ο鄬^大。同時因為光纖信號抗干擾能力較強，不會輕易受到外界各項因素影響，所以該項技術也可用于電磁干擾以及高壓干擾環(huán)境中。因為光纖傳輸方式損耗量相對較小，在應力測試，尤其是遠距離測試中有著不可忽視的優(yōu)勢與作用，雖然該項技術在起重機領域應用還處于初級階段，但其具有的價值卻是極為突出的，值得廣泛進行推廣。

實施電阻式應力測試時，為方便操作，保證測試與起重機現(xiàn)場檢驗要求相符程度，需要不斷對應變片連接方式進行簡化，減少不必要的焊接環(huán)節(jié)。同時無線遙感技術的不斷完善，使得該項技術抗干擾能力得到了切實提升，其會逐步取代電纜有線測試，提高測試靈活度與便捷性。光纖式應力測試結構模型會得到不斷優(yōu)化，會更加適合起重機檢驗。此種測試方法會使起重機在線監(jiān)測成為現(xiàn)實，是大型起重機械常用安全監(jiān)控方法。在計算機模擬仿真技術與應用測試不斷融合的今天，應力測試多是在起重機安裝完成后展開的，對機械結構內(nèi)部自重所形成的應力實施檢測存在較大難度，所以檢測所得數(shù)值以試驗加載后金屬結構所產(chǎn)生的應力差值為主。在模擬仿真技術輔助下，會通過對結構加載荷載前后應力差值實施比較的方式，對測試數(shù)據(jù)準確性進行確定，整體測試今后會變得更加智能。

2.3 金屬記憶檢測與振動測試

如果金屬結構應力較為集中，則會通過金屬記憶檢測手段，對結構應力實施測試。此種檢測手段屬于弱磁性檢測技術，在實際進行測試時，并不需要對檢測對象展開磁化處理，會通過對應力集中部分實施電磁場作用的方式，對磁記憶信號進行展示。為保證檢測效果，在使用此種方式進行測試過程中，如果采用磁粉實施檢測，需要做好退磁處理，以防應力集中部位存在記憶信號，影響最終檢測結果準確性。

振動測試是利用振動特性實施的測試技術，其中振動特性是指起重機消振能力。在具體展開振動測試時，會將主梁跨中上蓋板處任意一個位置作為檢測點，并將應變片粘貼在檢測點，對其實施速降處理。在此過程中，示波器會對振動曲線以及時間曲線展開記錄，會將相應頻率直接展示出來，進而獲得起重機動剛度數(shù)值。

3 結語

鑒于應力測試對于起重機安裝所起到的重要作用，各施工企業(yè)應加強對起重機安裝應用測試技術的研究力度。要在對測試技術原理以及具體技術內(nèi)容進行明確的基礎上，按照實際檢測要求與安裝環(huán)境，將金屬記憶檢測、振動檢測以及應變片等檢測技術科學運用到起動機安裝測試之中，從而準確獲得各項數(shù)值，明確起重機械結構剛度、強度實際情況，以便展開科學布控，保證結構安裝安全性與可靠性，進而為起重機械使用創(chuàng)造出更加優(yōu)質的環(huán)境與條件。