【正文】 應(yīng)變測量 為了 測出給定起重機各部分結(jié)構(gòu)工作時 危險點 的應(yīng)力應(yīng)變 ,以判斷其工作狀態(tài)是否安全 ,本文設(shè)計了一個研究試驗，以下是這個試驗內(nèi)容的介紹。每個通道和輸出端通過與應(yīng)變片在不同組橋方式當(dāng)中連接起來組成電橋測量電路。 （ 2） 橋路搭建 圖 53 黏貼在主梁跨中上緣水平面的應(yīng)變片實物圖 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 這一步的操作內(nèi)容是 根據(jù)實驗需要按圖 52 方式三的組橋方式將工作 片和補償片接入電橋。 圖 54 電橋電路搭建示意圖 （ 3） 數(shù)據(jù)采集前的準(zhǔn)備工作 設(shè)置橋路參數(shù)及 滿度值， 設(shè)置采樣速率 為 200HZ,采樣方式為連續(xù)，設(shè)置通道參數(shù)中的測量范圍為 ? 6103000 ?? 。 采集得的數(shù)據(jù)如下圖所示。說明吊重位于跨中時，應(yīng)變最大，根據(jù)公式 ? = ZWM? 與虎克定律可以推出應(yīng)變最大 時所在截面的彎矩也達(dá)到最大值。 1? M P aM P aEm 56 ?????? ?? (61) 2? = ??ZZ WqlWM 8 2max1 3333 2 /103098 /10283/10283/ cmmmcm cmmmmmcmmcmmN ?? ???? ? ? (62) 主梁危險點的最大工作應(yīng)力 M P a x ??? ??? (63) 根據(jù)《 GB 500172020》 [4]查得 Q235 鋼在 100℃以下的許用應(yīng)力 ? ? MPa150?? 因為 max? ? ? ? MPa150?? (64) 所以 ,強度符合安全要求。 圖 63 (2) 確定結(jié)點名稱及其坐標(biāo) 編入程序： 結(jié)點 ,1,0,0 結(jié)點 ,2,(S2S1)/2,H2 結(jié)點 ,3,S2/2,H2+H1 結(jié)點 ,4,(S1+S2)/2,H2 結(jié)點 ,5,S2,0 (3)單元設(shè)定 編入程序： 單元 ,1,2,1,1,1,1,1,1 單元 ,2,3,1,1,1,1,1,1 單元 ,3,4,1,1,1,1,1,1 單元 ,4,5,1,1,1,1,1,1 單元 ,2,4,1,1,1,1,1,1 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 圖 64 為了能夠使得支腿上的各桿能夠相互傳遞力和力矩，因此在連接結(jié)點的時候選擇“鋼結(jié)”連接。因而需要密切注意該起重機在這種工作狀態(tài)下的受載狀況，以 判斷 其 工作狀況是否處于安全狀態(tài)。它不 僅反映了我們的基礎(chǔ)知識水平，還考驗了我們把理論付諸實踐，知識與動手能力 融為一體的能力。 謝謝你們 ！ ?? 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 參考文獻(xiàn) [1] 《 機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ) 》 熊詩波 、 黃長藝 機械工業(yè)出版社 2020 [2] 《 工程力學(xué)簡明教程 》 趙關(guān)康、張國民 機械工業(yè)出版社 2020 [3] 《 型鋼規(guī)格表 》 （ GB/T7061998） 、 (GB/T7071998) [4] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ GB 500172020） [5] 《起重機計算實例》 陳國璋、孫桂林、金永懿、孫學(xué)偉、徐秉業(yè) 中國鐵道 出版社 1985 [6] 《起重機設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 [7] 《 應(yīng)變測量系統(tǒng)誤差分析 》 侯俊明 2020 [8] 《 電工電路測試與設(shè)計 》 季順寧 機械工業(yè)出版社 2020 [9] 。 感謝各位老師四年來的關(guān)心和教導(dǎo) ，以及同學(xué)們真誠的對待 。 由于 一個應(yīng)變儀 只能測定構(gòu)件表面一點在某個方向的應(yīng)變 ，同時由于在分析計算過程中缺乏更加細(xì)致的考慮，上述工作尚有許多不成熟、不完善的地方。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 通過 對電阻應(yīng)變測量技術(shù)的應(yīng)用原理、各種應(yīng)用方案的特點和特定的起重機的工作特點 以及 工作環(huán)境進(jìn)行綜合的分析，確定電阻應(yīng)變測量試驗的組橋方式和測量操作方案 。 因為吊重的作用在主梁跨中產(chǎn)生的彎矩 41m a x1 FlEWWM ZmZ ??? ?? (68) 吊重的重力 Ncmmmcm cmmmcmMP alEWF Zm ?? ???????? ?? (69) 由 m? 計算出吊重的質(zhì)量 kgkgN NgFm ??? (610) 結(jié)構(gòu) 內(nèi)力 求解 由于給定起重機的支腿結(jié)構(gòu)通用性有限 ，受參考資料所限，也為了確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確 性，故借助力學(xué)計算軟件“結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器 [9]”進(jìn)行支腿結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)力分析計算。 ② 測量準(zhǔn)確性分析和計算準(zhǔn)確性分析 圖 56 的曲線表示起重機在跨中把吊重吊起及卸下這個過程中， 即 與 X 軸 (時間軸 )對應(yīng)五個過程分為起吊前（ ）、起吊過程 ()、起吊穩(wěn)定后()、卸吊 ()、卸吊后 ()五個過程 中， 主梁跨中上緣的應(yīng)變量、變化過程，其中 紅色和藍(lán)色光標(biāo)之間的那段曲線表示吊重吊起重物穩(wěn)定后，主梁位于跨中上緣的應(yīng)變， 標(biāo)準(zhǔn)差為 ?? ，說明 數(shù)據(jù)的波動性在可接受范圍以內(nèi)； 平均值大小為 ?m? ?? ，與 計 算所得的 1? ??? 十分接近，說明 前面 計算的準(zhǔn)確性達(dá)到要求。 采集得的數(shù)據(jù)如下圖 56所示 。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 （ 4） 起重機模擬工作及數(shù)據(jù)采集 ①通過手動葫蘆把 吊重 吊起 ,并把吊重 從主梁跨端移動到跨中再移動到另一個跨端 。 與 Rg1 連接的導(dǎo)線有兩條，其中紅色的導(dǎo)線與控制面板的通道 1與 +Eg 相對應(yīng)的 接線端連接在一起，白色的導(dǎo)線與跟 Rg2 連接在一起的紅色導(dǎo)線 同時 連接到該通道 與 Vi+相對應(yīng)的 接線端，最后的一根跟 Rg2 連接的白色導(dǎo)線接到 該通道與 Eg 相對應(yīng)的 接線端。 由于給定起重機的模擬工作性質(zhì)并不復(fù)雜，以及應(yīng)變片的數(shù)量有限，但考慮到溫度變化所帶來的影響，所以選定 方式三為操作試驗的組橋方式。 門式 起重機主梁及支腿。 DH3817 動靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng) 工作原理 系統(tǒng)組成 圖 41 系統(tǒng)框圖 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 測量原理 以 4/1 橋 、 120? 橋臂電阻為例對測量原理加以說明。 9電源 ： 220V177。 7零漂： 3 610?? /1h(輸入端短路 ,最高靈敏度 ,恒溫 )。 4滿度值 :3000 610?? 、 30000 610?? 分檔切換 。 輸入冷端溫度，根據(jù)熱電偶的分度號，計算被測溫度、溫度梯度及熱流 。 RS485 擴(kuò)展線長度可達(dá) 100m。為了既保留靜態(tài)測試系統(tǒng)的綜合指標(biāo)和使用方法，又提高采樣速率， 特研制生產(chǎn)了動靜態(tài)測試分析系統(tǒng) .靜態(tài)的橋路方式和穩(wěn)定度、動態(tài)的硬件結(jié)構(gòu)和結(jié)果顯示方式，本系統(tǒng)可對變化緩慢的應(yīng)力應(yīng)變、橋式傳感器及熱電偶的輸出信號完成適調(diào)、記錄和處理 . DH3817 動靜態(tài)應(yīng) 變測試分析系統(tǒng)特點 以 PC 機為基礎(chǔ)的硬件和軟件環(huán)境 ,從應(yīng)變計到實驗報告 ,試驗結(jié)果一次生成 。 有 maxM = max2max1 MM ? = 28141 qlFl? (321) ：計算最大彎曲正應(yīng)力 maxD? 最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生在危險截面的上緣和下緣，因此危險點在該截面上下緣。 彎矩圖 （ 2） .當(dāng)移 動吊重 F 單獨作用： ：計算支架反力AN、 BN 0?? AM 0??FylNB lFyNB ? (310) 0?? yF AN ? BN 0??F )( yllFNA ?? (311) 式中， y 為吊重與固定端 A 的距離。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 ：門 式起重機 圖 31 給定起重機結(jié)構(gòu)圖 測量對象主要技術(shù)參數(shù) 型號： A 型門式起重機 HSZ 型手拉葫蘆 起重量： maxF =2020kg 跨度： l =265cm 起升高度：主鉤 主H = 工作制度：主升起：中級（ JC%=25） 小車運行：中級（ JC%=25） 大車運行：中級（ JC%=25） 小車軌距： 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 大車走輪： 4 只， 全為被 動輪 吊重質(zhì)量： kgm ? 吊重重量： NkgNkgmgF 1 4 8/ 1 9 ???? （ 31） 主梁的計算 主梁截面幾何特征 根據(jù)系列產(chǎn)品資料 ,主梁截面為 22a 工字鋼，查型鋼規(guī)格 表 GB/T7061998[3]確定尺寸參數(shù)。 全橋接線法 在測量電橋的四個橋臂上都接上應(yīng)變片。 測量電橋的幾種組成方法 合理利用橋路特性可達(dá)到以下目的： （ 1）實現(xiàn)溫度補償； （ 2）從復(fù)雜的變形中測出所需要的應(yīng)變分量； （ 3）擴(kuò)大應(yīng)變儀讀