电测法工程应用实例.pdf

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1、应变计电测方法工程应用实例1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图1-1内河码头2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图1

2、-2缆车类型刚支四轮车31.2轮压测量方案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。41.3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

3、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。应变计的布置及桥路如图1-5所示，采用串并联线路。1-41-551.4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61.5应变读数与载荷的关系由应变计串并

4、联时的关系，可以导出16161j3j2j4jdsABBC6j126j1216164P2(1)1j3jj22P6j126j1DE3ED（1-1）这是一种线性关系。其中6PPjj1为各弹性元件所受压力之合力。71.6传感器灵敏度由（1）式，传感器的理论灵敏度232P3ED33.142061010.5k82.3(N/)2(1)2(10.3)ds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。

5、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k147(N/)图1-5使用过的载荷传感器实物81.7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。1-191-2101-31-411实例二V形拌粉机疲劳裂因分析及其加固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

6、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。入出料口V型旋转壳裂纹搅拌轴主动端图2-1拌粉机结构及裂纹位置122.2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）；

7、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。12312344765765图2-2测正应力图2-3测剪应力132.2.2测量分析及仪器系统半桥应变计集流器Y6D-3A型动态应变仪SC16A光线示波器手工分析数据输入计算机计算应力与疲劳校核应变波高图2-4测量分析方框图142.3集流器的构造与性能2.3.1构造总长度：L=142.5mm绝缘筒外经：D=298mm绝缘筒内经：d=260mm环外经：D