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摘要：讲述了应力测试在起重机检测中的重要性，以及应力测试的方法。应力测试前的准备工作，应变片的粘贴过程和步骤，数据的处理，给出了应变量转换应力的计算公式。并通过实际的检测事例介绍了应力测试步骤。应力测试是一种很有效的检验手段，可以更加科学、准确的检验这些服役周期长、使用频率高及恶劣环境下的起重机械
关键词：应力测试；应变片；金属结构应力；方法与步骤。
Abstract: Introduced the stress test in the detection of the importance of the crane, and the stress test method. Stress test preparations, strain gauge sticking process and steps, data processing, gives should transform variable stress calculation formula. And through the actual detection example introduces the stress test procedure. The stress test is a very effective means of inspection, can more scientific, accurate test for the service cycle is long, the use of high frequency and the harsh environment of the crane.
Key word: Stress test; Strain gauge; Metal structure stress; Methods and steps
中图分类号： TH21 文献标识码：A文章编号：
在起重机检测工作中，应力测试是一种重要的检测手段。应力是钢铁材料结构构件中的一个重要参数，它可以用来判定钢铁材料结构构件的实际受力情况，可以验证设计计算结果的正确性、可靠性和安全性。通过对起重机结构件的应力测试可以测定主要承载构件上关键受力部位和较大应力点应力状况，为结构的强度核算、安全评估和结构的疲劳寿命估算的测试点挑选提供依据。
应力测试常用的方法是应变电测法，通过用电阻应变片测出构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式来确定构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。当贴有电阻应变片的金属结构构件受到外力的作用时，电阻应变片的阻值就会随着金属结构件的变形而产生变化。应变仪把应变片的阻值变化转变为电流或电压的变化，然后对该电信号进行放大后转变为应变信号。
下面我们以一台门式起重机为例，阐述一下应力测试在起重机检测中的方法和过程。
1、 测试前的准备工作
在开展应力测试之前应到设备现场进行考察，充分了解设备的使用状况，查看设备的设计资料和使用维修记录。通过考察和资料的分析判断设备金属构件的主要受力位置和危险截面，以确定应变片的布点位置。通过现场的考察和资料查阅，我们得到材料的弹性模量E=2.1E+11 Pa，泊松比μ＝0.3，
许用应力[σ]＝176.7 Mpa。我们测量的起重机为一台门式起重机，由于在露天使用，现场环境比较恶劣，而且使用频率比较高，因此我们在做完详细的外观检查和安全部件测试后，采用了磁粉和超声波对主要构件和焊缝进行了无损探伤，均没有发现有腐蚀和裂纹的现象。结合资料查阅的信息，我们选择了认为合适的布点。具体位置分布如下图：
考虑到该吊机的左部分为刚性结构，右端支撑为铰接支故主要以左端应力测试为主。
2、 应变片的粘贴
在前期准备工作完成后，我们开始了现场检测。在应力测试工作中，应变片的粘贴工作非常重要，也非常烦累。应变片贴的好坏直接影响到数据测量结果的正确与否。应变片在使用前，用肉眼或放大镜检查丝栅是否平行是否有霉点、锈点并用数字式万用表测量各应变片电阻值，选择电阻值差在土0．5欧姆内的应变片粘贴到测试点上，以减少由于阻值相差过大而造成误差，导致测量数据的失真。
应变片的粘贴方法与步骤：
1）测点表面的清洁处理：
为使应变片与被测试件贴得牢,对测点表面要进行清洁处理。首先把测点表面用砂轮，锉刀或砂纸打磨；使测点表面平整并使表面光洁度达 。然后用棉花球蘸丙酮擦洗表面的油污，到棉花球不黑为止。然后用划针在测片位置处划出应变片的座标线。打磨好的表面，如暂时不贴片，可涂以凡士林等防止氧化。
2）贴片：
在测点位置和应变片的底基面上，涂上薄薄一层胶水，一手捏住应变片引出线，把应变片轴线对准座标线,上面盖一层聚乙烯塑料膜作为隔层，用手指在应变片的长度方向滚压，挤出片下汽泡和多余的胶水，直到应变片与被测物紧密粘合为止。手指保持不动约1分钟后再放开，注意按住时不要使应变片移动，轻轻掀开薄膜检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则需重贴。注意粘結剂不要用得过多或过少，过多则胶层太厚影响应变片性能，过少则粘结不牢不能准确传递应变。
3）干燥处理：
应变片粘贴好后应有足够的粘结强度以保证与试件共同变形。此外，应变片和试件间应有一定的绝缘度，以保证应变读数的稳定。为此，在贴好片后就需要进行干燥处理，处理方法可以是自然干燥或人工干燥。如气温在20℃以上，相对湿度在55％左右时用502胶水粘贴，采用自然干燥即可。人工干燥可用红外线灯或电吹风进行加热干燥，烘烤时应适当控制距离，注意应变片的温度不得超过其允许的最高工作温度,以防应变片底基烘焦损坏。
4）接线：
应变片和应变仪之间用导线连接。在应变片引出线下，贴上胶带纸，以免应变片引出线与被测试件(如被测试件是导电体的话)接触造成短路。然后把导线与应变片引线焊接在一起，焊接时注意防止假焊。焊完后用万用电表在导线另一端检查是否接通。为防止在导线被拉动时应变片引出线被拉坏，可使用接线端子,接线端子相当于接线柱，使用时先用胶水把它粘在应变片引出线前端,然后把应变片引出线及导线分别焊于接线端子的两端，以保护应变片。
5）、防潮处理：
为避免胶层吸收空气中的水份而降低绝缘电阻值，应在应变片接好线并且绝缘电阻达到要求后，立即对应变片进行防潮处理。防潮处理应根据试验的要求和环境采用不同的防潮材料。常用的简易的防潮剂可用703、704硅胶。
3、 测量和数据处理
应变片粘贴完成后，我们就可以开始测量了。测量的工况为：额定载荷的静载状态；额定载荷的下降急停状态；额定载荷的小车及下降急停状态；额定载荷的大车及下降急停状态。通过数据采集和分析软件就可以对测试到的数据进行分析和处理了。应变仪测量出来的是应变值，对于测试得到的应变值，根据应变、应力的关系就可以确定金属结构测应力。
通过以下公式可以算出应力值：
1） 贴三片45 应变花的主应力计算公式：
[ ]
2） 贴三片60 应变花的主应力计算公式：
[ ]
式中：E－材料的弹性模量；
ε－实测后经过修正的应变值;
-泊松比
下面是一部分我们测量和处理后的数据：
吊机上部分测试数据:
就此表的数据我们来分析，测量得到的最大应力值为73.9 Mpa，小于[σ]＝176.7 Mpa，因此可以判定这台起重机的强度是满足设计要求的。
起重机设备的安全已成为现阶段的重要问题。在严重腐蚀环境（海边、潮湿地区）和强风区域，户外使用频率高的起重机械金属结构，尤其是港口起重机械具有较强的腐蚀失效作用。根据TSG Q7015-2008《起重机械定期检验规则》第十四条“对于使用时间超过15年以上、处于严重腐蚀环境（如海边、潮湿地区等）或者强风区域、使用频率高的大型起重机械，应当根据具体情况有针对性地增加其他检验手段，必要时根据大型起重机械实际安全状况和使用单位安全管理水平能力，进行安全评估”。应力测试是一种很有效的检验手段，可以更加科学、准确的检验这些服役周期长、使用频率高及恶劣环境下的起重机械。也是起重机械进行安全评估的基础和前提。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：应力测试；应变片；金属结构应力；方法与步骤。
Abstract: Introduced the stress test in the detection of the importance of the crane, and the stress test method. Stress test preparations, strain gauge sticking process and steps, data processing, gives should transform variable stress calculation formula. And through the actual detection example introduces the stress test procedure. The stress test is a very effective means of inspection, can more scientific, accurate test for the service cycle is long, the use of high frequency and the harsh environment of the crane.
Key word: Stress test; Strain gauge; Metal structure stress; Methods and steps
中图分类号： TH21 文献标识码：A文章编号：
在起重机检测工作中，应力测试是一种重要的检测手段。应力是钢铁材料结构构件中的一个重要参数，它可以用来判定钢铁材料结构构件的实际受力情况，可以验证设计计算结果的正确性、可靠性和安全性。通过对起重机结构件的应力测试可以测定主要承载构件上关键受力部位和较大应力点应力状况，为结构的强度核算、安全评估和结构的疲劳寿命估算的测试点挑选提供依据。
应力测试常用的方法是应变电测法，通过用电阻应变片测出构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式来确定构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。当贴有电阻应变片的金属结构构件受到外力的作用时，电阻应变片的阻值就会随着金属结构件的变形而产生变化。应变仪把应变片的阻值变化转变为电流或电压的变化，然后对该电信号进行放大后转变为应变信号。
下面我们以一台门式起重机为例，阐述一下应力测试在起重机检测中的方法和过程。
1、 测试前的准备工作
在开展应力测试之前应到设备现场进行考察，充分了解设备的使用状况，查看设备的设计资料和使用维修记录。通过考察和资料的分析判断设备金属构件的主要受力位置和危险截面，以确定应变片的布点位置。通过现场的考察和资料查阅，我们得到材料的弹性模量E=2.1E+11 Pa，泊松比μ＝0.3，
许用应力[σ]＝176.7 Mpa。我们测量的起重机为一台门式起重机，由于在露天使用，现场环境比较恶劣，而且使用频率比较高，因此我们在做完详细的外观检查和安全部件测试后，采用了磁粉和超声波对主要构件和焊缝进行了无损探伤，均没有发现有腐蚀和裂纹的现象。结合资料查阅的信息，我们选择了认为合适的布点。具体位置分布如下图：
考虑到该吊机的左部分为刚性结构，右端支撑为铰接支故主要以左端应力测试为主。
2、 应变片的粘贴
在前期准备工作完成后，我们开始了现场检测。在应力测试工作中，应变片的粘贴工作非常重要，也非常烦累。应变片贴的好坏直接影响到数据测量结果的正确与否。应变片在使用前，用肉眼或放大镜检查丝栅是否平行是否有霉点、锈点并用数字式万用表测量各应变片电阻值，选择电阻值差在土0．5欧姆内的应变片粘贴到测试点上，以减少由于阻值相差过大而造成误差，导致测量数据的失真。
应变片的粘贴方法与步骤：
1）测点表面的清洁处理：
为使应变片与被测试件贴得牢,对测点表面要进行清洁处理。首先把测点表面用砂轮，锉刀或砂纸打磨；使测点表面平整并使表面光洁度达 。然后用棉花球蘸丙酮擦洗表面的油污，到棉花球不黑为止。然后用划针在测片位置处划出应变片的座标线。打磨好的表面，如暂时不贴片，可涂以凡士林等防止氧化。
2）贴片：
在测点位置和应变片的底基面上，涂上薄薄一层胶水，一手捏住应变片引出线，把应变片轴线对准座标线,上面盖一层聚乙烯塑料膜作为隔层，用手指在应变片的长度方向滚压，挤出片下汽泡和多余的胶水，直到应变片与被测物紧密粘合为止。手指保持不动约1分钟后再放开，注意按住时不要使应变片移动，轻轻掀开薄膜检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则需重贴。注意粘結剂不要用得过多或过少，过多则胶层太厚影响应变片性能，过少则粘结不牢不能准确传递应变。
3）干燥处理：
应变片粘贴好后应有足够的粘结强度以保证与试件共同变形。此外，应变片和试件间应有一定的绝缘度，以保证应变读数的稳定。为此，在贴好片后就需要进行干燥处理，处理方法可以是自然干燥或人工干燥。如气温在20℃以上，相对湿度在55％左右时用502胶水粘贴，采用自然干燥即可。人工干燥可用红外线灯或电吹风进行加热干燥，烘烤时应适当控制距离，注意应变片的温度不得超过其允许的最高工作温度,以防应变片底基烘焦损坏。
4）接线：
应变片和应变仪之间用导线连接。在应变片引出线下，贴上胶带纸，以免应变片引出线与被测试件(如被测试件是导电体的话)接触造成短路。然后把导线与应变片引线焊接在一起，焊接时注意防止假焊。焊完后用万用电表在导线另一端检查是否接通。为防止在导线被拉动时应变片引出线被拉坏，可使用接线端子,接线端子相当于接线柱，使用时先用胶水把它粘在应变片引出线前端,然后把应变片引出线及导线分别焊于接线端子的两端，以保护应变片。
5）、防潮处理：
为避免胶层吸收空气中的水份而降低绝缘电阻值，应在应变片接好线并且绝缘电阻达到要求后，立即对应变片进行防潮处理。防潮处理应根据试验的要求和环境采用不同的防潮材料。常用的简易的防潮剂可用703、704硅胶。
3、 测量和数据处理
应变片粘贴完成后，我们就可以开始测量了。测量的工况为：额定载荷的静载状态；额定载荷的下降急停状态；额定载荷的小车及下降急停状态；额定载荷的大车及下降急停状态。通过数据采集和分析软件就可以对测试到的数据进行分析和处理了。应变仪测量出来的是应变值，对于测试得到的应变值，根据应变、应力的关系就可以确定金属结构测应力。
通过以下公式可以算出应力值：
1） 贴三片45 应变花的主应力计算公式：
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2） 贴三片60 应变花的主应力计算公式：
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式中：E－材料的弹性模量；
ε－实测后经过修正的应变值;
-泊松比
下面是一部分我们测量和处理后的数据：
吊机上部分测试数据:
就此表的数据我们来分析，测量得到的最大应力值为73.9 Mpa，小于[σ]＝176.7 Mpa，因此可以判定这台起重机的强度是满足设计要求的。
起重机设备的安全已成为现阶段的重要问题。在严重腐蚀环境（海边、潮湿地区）和强风区域，户外使用频率高的起重机械金属结构，尤其是港口起重机械具有较强的腐蚀失效作用。根据TSG Q7015-2008《起重机械定期检验规则》第十四条“对于使用时间超过15年以上、处于严重腐蚀环境（如海边、潮湿地区等）或者强风区域、使用频率高的大型起重机械，应当根据具体情况有针对性地增加其他检验手段，必要时根据大型起重机械实际安全状况和使用单位安全管理水平能力，进行安全评估”。应力测试是一种很有效的检验手段，可以更加科学、准确的检验这些服役周期长、使用频率高及恶劣环境下的起重机械。也是起重机械进行安全评估的基础和前提。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。