➢ 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
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
• 反光物体——平面反射镜：垂直于输 入和输出光纤而移动，光源发出的光 经输入光纤，在反光面的形成反射锥 体——输出光纤——光敏二极管
• 耦合原理 耦合到输出光纤的光通量取决于输入 光纤的像发出的光锥底面与输出光纤 相重叠部分的面积——距离有关
距离变小
最佳位置
距离变大
传感器选择
• 光源——激光光源为氦氖激光灯 • 光电检测元件
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
✓ 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
任务 ✓ 对摩擦副间微小区域内的油膜厚
度进行直接测量 ✓ 监测油膜的工作状态
➢ 测试方案
传感器选择
电阻法——定性测量 ✓ 通过测量油膜的电阻大小来判断其厚度 ✓ 油膜的电学性能极不稳定——标定困难，难以定量
放电电压法 ✓ 根据电压与电流的关系来推算出代表油膜厚度的放电电压 ✓ 润滑膜的性质和纯洁程度对放电电压的影响——难以定量测定
备注 额定载荷 额定载荷 超载25% 超载25% 额定载荷 额定载荷 超载25% 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 Ei
maxEmax Kmax
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
• 声压级Lp：衡量声音的强弱 Lp 20lgpp：0p：p0声基压准声压
• 噪声频率：噪声主要频率成分
• 频谱分析仪进行连续谱测量 • 测量各个频率带宽内的声压级
➢ 测试方案
✓ 测试目的 对某型号缝纫机噪声进行测试，目的是寻找噪声源，从而为降低 其噪声水平、提高产品质量提供依据——噪声大小、噪声源 缝纫机噪声主要是由结构振动产生 ——噪声级测量+振动测量
➢ 测试系统的设计涉及
明确测试任务 制定测试方案 选择传感器 设计后续测试系统 测试系统效能分析
1、塔式起重机结构强度测试
➢ 测试对象
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
电容法 • 当润滑油的介电常数已知后，根据电容值随油膜的厚度增大而降 低的变化关系测得油膜厚度——困难在于油膜间隙形状不明确
X光透射法
• 金属能够吸收X光而不能使X光穿过，而润滑油却允许X光穿过— —光强度与油膜厚度成正比，困难是光束位置精确的调整
➢ 测试方案
光纤检测法——光纤位移传感器
• 输入光纤、输出光纤、反光物体、光 敏二极管组成
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
• 光电二极管(PIN管)＋运算放大器芯片 • 直接输出电压，输出电压与芯片接受到的光功率成正比
后续测量系统
系统分析
解决了其他方法无法消除的电磁干扰、使用寿命短、不耐高温、不 耐腐蚀等问题,实现了油膜厚度的精密检测
➢ 测试对象
➢ 测试任务 噪声测量基础
• 噪声 物理定义——大量频率和相位各异的声音复合而成的无序合声 生理感受——一种与人体有害的声音，它已成为主要公害之一
工况序号
R距离
Q吊重
α
1
10m
29.4kN
0º
2
10m
29.4kN
45º
3
10m
36.75kN
0º
4
10m
36.75kN
45º
5
18m
17.15kN
0º
6
18m
17.15kN
45º
7
18m
21.4kN
0º
8
18m
21.4kN
45º
测试点
1～20 1～20 1～20 1～20 1～20 1～20 1～20 1～20
平面应力状态应力计算
1
E
1 2
( 1
2 )
2
E
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
➢ 测试任务：
重要性 ✓ 在高速、重载、高温条件下工作
的机器，摩擦、磨损又是其发生 故障的最主要原因 ✓ 润滑是减少摩擦与磨损的简便而 有效的方法 ✓ 轴承的润滑状态检测——满足最 小油膜厚度处轴承两表面不直 接 接触
✓ 测量内容 • 不同转速下的噪声水平及振动水平（了解噪声源大小） • 同时测量噪声与各部件的振动（判断噪声由那部分振动引起） • 采取分步运转方法测量各部件的振动（找出振动的主要原因）
✓ 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