探析起重机械安装中的应力测试技术

李伟杰

（山东省特种设备检验研究院有限公司，山东 济南 250101）

在对起重机械进行使用时，可能会因为构件变形、磨损等问题，使起重机结构刚度、强度受到影响，埋下较大的安全隐患。为保证机械金属结构性能，确保结构刚度、强度以及与相应标准相符程度，需要借助相应技术手段实施校核处理，而应力测试技术就是其中的一种。该项技术在起重机安装以及使用校核中都有着极为突出的表现，值得对其展开深层次研究。

1 应力测试原理

在对结构应力数值进行获取时，会通过对结构应变进行测试的方式获得相应结果。科学的应变测量手段，能够在时域中高质量完成构件应力最大值、平均值以及最小值等数据提取任务。在具体进行应变测量过程中，会运用应变片，通过对构件实施动态加载以及静态加载的方式，运用测量系统完成应变变化规律以及大、小数值等测试。

在进行起重机械安装过程中，需要通过应力测试技术对主要受力构件试吊中的应力与应变情况进行明确，并通过与理论计算值实施比较的方式，确定起重机主要受力构件安全性是否达标。如果在进行安装时，出现突发状况，需要及时做出反应，保证机械整体结构稳定与安全性，以为后续施工开展提供可靠起重机械支持。

2 起重机械安装中的应力测试技术

2.1 应变片粘贴技术

（1）原理。将应变片（图1）粘贴在构件上后，如果构件受力出现应变情况，应变片电阻也会随之发生变化，此时只需要对电阻变化值进行测量，便可以通过公式计算明确构件应变大小。

（2）粘贴原则。由于应变片布片质量会对应力测试形成直接影响，所以测试人员应明确相应布片原则，以为应力测试技术应用奠定良好基础。具体原则如下：第一，应片应放置在应力集中区以及均匀应力等区域；第二，应放置在机械使用过程中最不利工况最大应力处；第三，放置在经常超载或存在塑性变形等位置；第四，保证布置科学性，尽量减少应变片粘贴数量。

图1 应变片结构示意图

（3）应变片粘粘工艺。实施应变片粘贴时，首先需要运用放大镜对应变片展开观察，确定应变片表面是否存在裂缝、断丝等问题，并要运用万用表对应变片阻值实施检测，确保应变片可以保持在最为理想的状态；其次运用砂纸或角膜机对试件表面实施打磨，保证其表面光滑程度，且要运用细砂纸对网纹式展开处理，运用丙酮对试件表面进行同一方向擦拭；再次在对版面正反面进行确定后，需要将较为光滑的一面作为贴面，在应变片背面滴502胶水展开粘贴施工，为保证粘贴质量，应在粘贴完成后，用拇指连续按住应变片30s,挤压出多余胶水，之后再将表面覆盖的薄膜除去；最后将镊子拔起应变片引脚线，利用透明胶带将其固定在构件上，对导线、引线两端实施焊锡。同时需要运用万用表，对应变片试件绝缘电阻值与应变片阻值实施测量。如果测试结果与相应标准不符，证明粘贴存在问题，需要重新进行粘贴，直至合格为止。在测试合格后，在应变片表面上涂抹胶水与凡士林软膏，以防应变片与水汽接触，从而降低应变片受潮可能性。

（4）测试准备。通常应变片需要经过10～24小时之后，才可达到相应黏合强度要求，所以测试人员需要为应变片粘贴预留出足够的时间，并做好应变仪器调整，科学展开各观测点数值变化观察，确定应变片是否存在零点漂移问题，如果存在该问题，说明西应变片粘贴存在问题，需要重新进行粘贴。同时会将应变片应变变化与电阻变化情况真实展现出来，需要做好应变片滞后特性处理，要在测试之前，先反复进行多次预先加载与卸载，确保应变片可以保持在最佳状态。

（5）测试分析。实施数据收集、分析，对测试全过程展开总结与评估，确定应变或时间变化规律。一方面需将测试结果和经验数值、预期值以及理论数值实施比较；另一方面需将对比结果提升到理论层面，展开深度分析，明确其中规律。同时需对被测试件展开评价，客观展开机械安装质量评估，并填写研究报告，以为机械安装调整提供相应资料参考。

2.2 光测技术

光测法是以光弹性法为理论基础实施的应力检测技术，在偏振光场中，如果双折射效应透明光弹性材料受到力的作用，便会形成干涉条纹，此时只需要对干涉条纹图进行测量与计算，便可明确受载情况下的应力对象状态以及变化情况，进而完成相应测试。在利用该种手段对检测对象实施测试过程中，能够将对象状态变化以光信号形式呈现出来，可以与电子装置形成有效兼容，整体发展潜力相对较大。同时因为光纤信号抗干扰能力较强，不会轻易受到外界各项因素影响，所以该项技术也可用于电磁干扰以及高压干扰环境中。因为光纤传输方式损耗量相对较小，在应力测试，尤其是远距离测试中有着不可忽视的优势与作用，虽然该项技术在起重机领域应用还处于初级阶段，但其具有的价值却是极为突出的，值得广泛进行推广。

实施电阻式应力测试时，为方便操作，保证测试与起重机现场检验要求相符程度，需要不断对应变片连接方式进行简化，减少不必要的焊接环节。同时无线遥感技术的不断完善，使得该项技术抗干扰能力得到了切实提升，其会逐步取代电缆有线测试，提高测试灵活度与便捷性。光纤式应力测试结构模型会得到不断优化，会更加适合起重机检验。此种测试方法会使起重机在线监测成为现实，是大型起重机械常用安全监控方法。在计算机模拟仿真技术与应用测试不断融合的今天，应力测试多是在起重机安装完成后展开的，对机械结构内部自重所形成的应力实施检测存在较大难度，所以检测所得数值以试验加载后金属结构所产生的应力差值为主。在模拟仿真技术辅助下，会通过对结构加载荷载前后应力差值实施比较的方式，对测试数据准确性进行确定，整体测试今后会变得更加智能。

2.3 金属记忆检测与振动测试

如果金属结构应力较为集中，则会通过金属记忆检测手段，对结构应力实施测试。此种检测手段属于弱磁性检测技术，在实际进行测试时，并不需要对检测对象展开磁化处理，会通过对应力集中部分实施电磁场作用的方式，对磁记忆信号进行展示。为保证检测效果，在使用此种方式进行测试过程中，如果采用磁粉实施检测，需要做好退磁处理，以防应力集中部位存在记忆信号，影响最终检测结果准确性。

振动测试是利用振动特性实施的测试技术，其中振动特性是指起重机消振能力。在具体展开振动测试时，会将主梁跨中上盖板处任意一个位置作为检测点，并将应变片粘贴在检测点，对其实施速降处理。在此过程中，示波器会对振动曲线以及时间曲线展开记录，会将相应频率直接展示出来，进而获得起重机动刚度数值。

3 结语

鉴于应力测试对于起重机安装所起到的重要作用，各施工企业应加强对起重机安装应用测试技术的研究力度。要在对测试技术原理以及具体技术内容进行明确的基础上，按照实际检测要求与安装环境，将金属记忆检测、振动检测以及应变片等检测技术科学运用到起动机安装测试之中，从而准确获得各项数值，明确起重机械结构刚度、强度实际情况，以便展开科学布控，保证结构安装安全性与可靠性，进而为起重机械使用创造出更加优质的环境与条件。