✓ 动态测量由于测点少不需要配用预调平衡箱，直接调应变仪 即可，使用光线示波器作为动态应变记录装置
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试方案
测点布置：测点位置和测点方向是影响结构强度试验是否 可靠的两个 重要因素 ✓测点方向：找出最大应变方向 ✓测点位置： •断面正应力布点：采用角点法，在角点处沿棱线方向布 置应变片 •平面应力布点：一般应用应变花测量主应力
平面应力状态应力计算
1E1 2源自( 12 )2E
1 2
( 2
1 )
式中μ为构件材料的泊松比μ=0.3
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 数据处理与结果分析
计算最大应力 • 与设计比较 • 与国标比较 ➢ 结论
2、高速机车轴温测试系统
➢ 测试任务
问题描述 ✓ 机车速度提高和牵引功率增大——支承
轴承发热增多——安全不容乐观 ✓ 支承轴承：轴箱轴承、牵引电动机轴承
强度检测正、切应力测量 判断最大应力是否大于许用应力
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试方案
问题最终归结于测量最危险截面的静态与动态应力应变 测量方法：应变片+电桥
静态应力测试系统框图
动态应力测试系统框图
✓ 静态测量时由于有多个测点，通常配用预调平衡箱，利用外 加电阻对电桥调平衡，以便于与应变仪连接
其他要求 • 抗干扰能力强、适应恶劣的工作环境 • 系统可靠性高 • 有完善的自检功能 • 数据自动存储和查询
2、高速机车轴温测试系统
➢ 测试方案
传感器的选择 半导体PN结温度传感器
• 测量误差大。PN结温度传感器容易老化、失效；测点到仪表 的引线较长，引线误差较大
• 连线多，环节多，结构复杂 • 需定期标定，工作量大，传感器的互换性差 • 传输弱小的模拟信号，抗干扰能力弱，测量结果的稳定性和
2、高速机车轴温测试系统
➢ 测试任务
主要技术参数 • 测温范围：-55～+125℃ • 测温精度：1℃ （0～85℃） • 测温点数：38点（可根据不同车型而增减） • 报警温度：绝对温度（75℃）和相对温度（环境温度+55℃） • 供电电压：110VDC (波动范围：65~140VDC)；功耗小于15W
测量型材断面正应力布点 平面应力测量应变花布点
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试方案
测量系统共布置了20个测点
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试条件
✓ 假设条件：载荷不包括吊钩重量，载荷误差应小于1%；各工况皆
是处于空钩离地状态时进行仪器调零；测试数据均为吊重引起的应力， 不应包括自重和风阻应力
、显示界面复杂的监测和控制任务
ARM板计算机
• 功能和运算速度介于工业控制计算机与单片计算机之间，比工业控制计 算机低，但比单片计算机高出许多
• 体积比工业控制计算机小许多，但比单片计算机大；其价格比工业控制 计算机低许多，但比单片计算机高
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试对象
《工程测试技术》 《传感器技术及其工程应用》
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试任务
对新设计的某型号塔式起重机样机进 行强度检测
➢ 测试目的
通过测试来验证理论计算，为产品 的进一步改进提供依据 对样机提出评价意见，作为新产品 鉴定的依据
➢ 测试参考
根据原始设计资料，选择在应力应 变最大处粘贴应变片进行测量 根据两种不同破坏情况，按照 JJ30-85《塔式起重机结构试验方法》 测试静态、动态应力应变
和传送数据 • 测温误差：＜1℃ • 用户可自定义永久的报警温度设置
• 可用于恒温控制、工业系统、消费品、温度表和其他热敏系 统。尤其适合于工业现场的温度监测和控制，抗干扰能力强， 能适应恶劣的工业环境，工作稳定可靠
2、高速机车轴温测试系统
➢ 测试方案
检测计算机系统的选择 工业控制计算机
• 功能强大、运算速度快、编程方便（采用高级计算机语言）、通用性强 • 体积较大，价格也较高，常用于参量类型和数目较多、要求运算速度快
工况序号
R距离
Q吊重
α
测试点
备注
1
10m
29.4kN
0º
1～20
额定载荷
2
10m
29.4kN
45º
1～20
额定载荷
3
10m
36.75kN
0º
1～20
超载25%
4
10m
36.75kN
45º
1～20
超载25%
5
18m
17.15kN
0º
1～20
额定载荷
6
18m
17.15kN
45º
1～20
额定载荷
7
18m
21.4kN
✓ 环境条件：测试温度10～25℃，湿度50%～70%，风力1级 ✓ 测试工况：测试中选取了五种不同起重重量、三种变幅幅度、两种
方位角进行组合变化，分别测试各种工况下最大应力
• Q起重量 • R幅度——吊点到塔机回转中心的距离 • α起重臂与塔身之间的方位角
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试步骤
✓ 检查和调整试验样机 ✓ 粘贴应变片并干燥、密封、检查绝缘 ✓ 接好应变测试系统，调试仪器，合理选择灵敏度，消除不正常现象 ✓ 取空载状态作为初始状态，将应变仪调零 ✓ 按照测试工况，分别测试各种情况下的最大应力
可靠性差 地面红外线机车轴温检测仪
• 只能在机车通过监测点时监测轴箱轴承——无法全程监测 • 不能监测牵引电机轴承和抱轴承温度
2、高速机车轴温测试系统
数字式温度传感器（DS1820温度传感器芯片）
• 无需外围器件，用9位二进制数字量形式输出温度值 • 温度测量范围：-55-125℃，分辨率为0.5℃ • 将温度转换为数字量的时间小于200ms • 采用串行单总线结构传输数据，即仅用一根数据线接收命令
0º
1～20
超载25%
8
18m
21.4kN
45º
1～20
超载25%
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 数据处理与结果分析
• 静态：相同试验条件下多次测量取平均值
• 动态：用光线示波器记录下动态应变曲线
单向应力状态的应力计算 i Ei
max E max
Ei
K max
其中：E为结构材料的弹性模量，均取E=0.2×106MPa； σδ为测得的应力和应变
、抱轴承及空心轴承 ✓ 轴承磨损和产生缺陷时，这些轴承的不
正常发热增大，轻则热轴、固死造成机 损，影响机车正常运转；重则造成疲劳 破坏和热切轴，车毁人亡 测试目的 ✓ 在线监测高速机车的轴箱轴承、牵引电 机轴承、抱轴承及空心轴承处的温度 ✓ 实时显示各测点的实际温度，进行声光 报警和定位指示 ✓ 数据存储管理