5
1.5 应变读数与载荷的关系
由应变计串并联时的关系，可以导出
ds
AB BC

1 6
6 j1

1j
2

3j


1 6
6 j1


2j
2

4j

1 6ຫໍສະໝຸດ 6 j11j
2
3j


1
6
6 4Pj
j1 D2E
由于是现场跟踪测量，采用电测法。对于弹性支撑缆车，用位移传感器测 量支撑弹簧的变位来换算轮压；而对于刚支缆车，需要设计专用载荷传感器 来测量轴承座与车架间的压力，然后由轮部的平衡条件换算轮压。自重轮压 在起点单独测量，处理时与动态轮压叠加。轮压检测原理方块图如图1-3所示。
图1-3 轮压检测原理方块图
最大应变输出1000微应变。这里没有考虑应变计串并联引起的桥臂电阻值变 化和长导线影响。实际的桥臂阻值应为330欧姆，导线长度为100米。这些因 素的影响将减小应变读数，实际灵敏度应比计算结果大，需要通过标定实验 确定。
实验表明，传感器具有很好的线性，使用实际要采用的仪器系统和长导线， 标定出的灵敏度为
¼周 ¾周 (a)测点应变波
¼周 ¾周 (b)接触电阻变化
为了简化，在推导轮压换算公式时，作了如下基本假定： 1.2.1 轮与轴、轮与轨以及轴承与挡板之间均为理想光滑面接触； 1.2.2 因缆车运行速度缓慢，轨道起伏曲率很小，惯性力可忽略不计。
3
1.3 载荷传感器设计
设计在刚支缆车轴承座凹腔内安装的多弹性元件在荷传感器，它由6只圆 柱形元件和一块基板构成，传感器的安装不应影响缆车的安全和正常作业， 见图1-4。
2.1 概述
“V型拌粉机”是某电池厂自行设计的拌粉机械，其结构如图1所示。设 备在连续运行七个月后，在主动端轴筒与外壳连接前、后加劲肋焊缝处出 现裂纹，破坏显然是由疲劳引起的，但疲劳破坏的原因是壳体本身设计强 度不足，还是因腐蚀减小了壳体壁厚所致，需要进行实验研究。由于要进 行现场试验，采用电测法。
应变计的布置及桥路如图1-5所示，采用串并联线路。
1-4
1-5
4
1.4 传感器材料
基板材料：Q235 弹性元件材料：40Cr
弹性模量：206GPa； 泊松比：0.3； 比例极限：650MPa； 设计传感器量程：8T；考虑仅有3只弹性元件受力的最坏情况，弹性元件 量程为 2.67T，按过载率100%，设计元件直径：D=10.50±0.02mm； 热处理：850℃油淬，370 ℃盐炉回火。 应变计类型：胶基箔式，阻值：110欧姆。粘接剂：热固化JSF-2酚醛类胶
引出线、短接线用屏蔽线。
绝缘电阻：环间大于500兆欧，环与机体间大于500兆欧。
2.3.2 噪声测定
用补偿块上的应变计构成 半桥，记录各组通道（每组 3个通道）的接触电阻变化。
图2-6 集流器噪声测量
14
2.3 应变曲线的分析
试验时在图2-1所示的壳体起始位置调节仪器平衡，开机时记录曲线。 曲线分析时，测量壳体旋转到1/4和3/4周期位置的应变波高，计算时 从中扣除集流器在相应位置的噪声波高，以此作为测点的实际应变波高。
例1 内河码头缆车轮压检测及统计分析
1.1 概述
在我国《港工载荷规范》修订工作中，需要对港口现有港工机械的载 荷分布进行跟踪监测和统计分析，以便对港口基础设施的载荷设计做出 科学规定。
缆车是我国内河港口斜坡式客货码头常用的装卸与交通机械，它通过 钢缆由卷扬机带动，在斜坡轨道上升将作业，见图1-1。
重庆朝天门客货码头
1 23 4
7 65
图2-2 测正应力
1 23 4
7 65
图2-3 测剪应力
12
2.2.2 测量分析及仪器系统
应变计
半桥
集流器
Y6D-3A型动态应变仪
SC16A光线示波器
计算机计算应力与疲劳校核
数据输入
手 工 分 析 应变波高
图2-4 测量分析方框图
13
2.3 集流器的构造与性能
2.3.1 构造
入出料口
裂纹
V型旋转壳
搅拌轴
主动端
图2-1拌粉机结构及裂纹位置
11
2.2 实验方案
2.2.1 应变计布置
由于测量对象为旋转件，且情况特殊，需要根据设备实际情况自制集流器。 本实验为强度校核性实验，测点选在危险区，即加劲肋前缘焊缝焊趾处，通过布 置分别垂直和平行于焊缝方向的梯度应变计，通过二次曲线拟合与外推插值计算测 定焊趾处正应变，确定两个方向的正应力（图2-2）；在靠近焊趾处沿与焊缝成 ±45°方向布置应变计近似测定剪应力（图2-3）。使用补偿块补偿，502粘接剂。 每次实验针对同一工况（实际装粉重量）。实验对未投入使用的设备进行。
k 147(N/ )
图1-5 使用过的载 荷传感器实物
7
1.7 缆车轮压及不均匀系数统计分析结果
经检验，不均匀系数不拒绝正态分布，轮压不拒绝极值Ⅰ型分布。统计 结果如表1-1至1-4所示。本结果为《规范》中对缆车载荷的规定提供了科 学依据。
1-1
8
1-2
9
1-3 1-4
10
实例二 V形拌粉机疲劳裂因分析及其加固
总长度：
L=142.5mm
绝缘筒外经： D=298mm
绝缘筒内经： d=260mm
环外经：
D’=286mm
环皮宽度： b=3.5mm
环皮厚度： t=0.3mm
环间距： 拉线长度：
a=3.5mm l=800mm
图2-5 自制 拉线式集流器的构造图
通道数：
18（可同时进行6点测量，与应变仪通道数对应）
材料：绝缘筒用聚氯乙烯塑料板材粘合后进行加工；环、拉线用BQe2 铜箔带；

2(1 ) 3ED2 P
（1-1）
这是一种线性关系。其中
6
P Pj j1
为各弹性元件所受压力之合力。
6
1.6 传感器灵敏度
由（1）式，传感器的理论灵敏度
k P 3ED2 33.14 206103 10.52 82.3(N/ )
ds 2(1 )
2(1 0.3)
图1-1 内河码头
1
缆车的种类繁多，按轮数分，有4轮、6轮、8轮，最多有18轮。按支撑形 式分，有弹性支撑、刚性支撑。见图1-2。轨基的形式有架空梁式（图1-1） 和斜坡式（图1-2）。抽样检测工作必须囊括典型缆车类型和轨基。
弹支十八轮车
弹支四轮车
刚支四轮车
图1-2 缆车类型
2
1.2 轮压测量方案