门式起重机刚度实验分析

通讯作者 ： 张大鹏（ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 男， 辽 宁辽 阳人 ， 博士 ， 副教授． 研究方 向： 起重运输与矿山机械检测及故 障诊断
第３ ４卷
２ ． ３ 实验 图像 分析
绵阳师范学院学报（ 自 然科学版 ）
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（ １ ） 如图 １ 、 图３ 、 图４ 、 图７ 、 图８所示 ， 它们各图里都有一条曲线与其它的曲线有很大的差别 ， 因为这一
试件 加 载载荷 与其 变形 的关 系 ．
通 过 ＷＥ Ｗ一 ６ ０ ０ Ｂ微 机屏显 液压 万能 实验 机 ， 在 良好 的操 作 和工 作条 件 下 ， 做 金 属室 温 压缩 实 验 ．实验数据 ． 实验数据经过计算机软 件处理后得出试件加载载荷力值 ， 得到试件相应的变形值及梁的弯曲程度 ．
度进行研 究 ．实验 结果表 明结构 刚度与载荷呈非 线性 关 系， 具有侧 移及波 动性的 变化 规律 ， 应 变值 与载荷 呈线性
正相关 ．实验 结果对起重机 的检验检测和安全评估有重要 的工程意义 ．
关 键 词 ：门 式起 重机 ；刚度 ；载 荷 试 验 ；结 构 刚 度
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ ２ １ ３
侧 向移动 ， 但 每一 次循 环 的曲线 的形 状 却没 有 发 生 变化 ， 说 明每 一 次 循 环 其 结 构 刚 度都 在 发 生 变 化 ， 其 刚
度＝ 变形图像斜率 ： 力／ 变形 ， 所 以试件的结构刚度与载荷呈非线性关系 ， 具有侧移及波动性的变化规律 ． （ ３ ） 在 图 １中单 梁试 件 的载荷 加 载到 ３ ｋ Ｎ时 ， 其 对应 的挠 度 达到 了 ０ ． ６ ８ ｍｍ左右 ； 而 在 图 ５中双梁 试 件 的载荷 加 载到 ３ ｋ Ｎ时 ， 其对 应 的挠 度达 到 了 ０ ． ４ ６ ｍｍ左 右 ．说 明在试 件 的载荷 加 载到 ３ ｋ Ｎ和简 支 梁工 况下 ， 单梁试件的结构刚度小于双梁试件 的结构刚度 ， 单梁试件的挠度大于双梁试件的挠度 ． 如图 １ 一 图８ 所示 ， 单双梁试件载荷加载在相同的载荷和工作工况下 ， 单梁试件 的结构 刚度小于双梁试件 的结构刚度 ， 单梁 试件 的挠 度 大于 双梁试 件 的挠 度 ． （ ４ ） 如图 １ Ｏ所 示 ， 单 梁试 件在 静定 工 况下 的载荷 加 载应 变实 验 图像 ， 图 中 的三条 曲线 与 图 ９ 、 图１ １ 、 图 １ ２中的 曲线有 些不 同 ， 是 由于单梁 试 件在 静定 工 况 下 的载 荷 加 载应 变 实 验 的每组 数 据 没 有其 它 三 个 工况 的实验 数据 密集 ， 所 以造 成 了图 １ ０中曲线没 有其 它 三 图的 曲线光 滑 ． （ ５ ） 试件 载荷 应 变实验 ， 在 图 ９一图 １ ２中 ， 可 以得 出 ， 在 实验误 差 范 围 内 ， 每 条 曲线也 是几 乎重 合 的 ， 结 果表明应变电压变化值与载荷呈线性正相关 ． 试件载荷加载时 ， 应变值 与载荷呈线性正相关 ．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５— ０ ３—１ ３ 基金项 目： 四川省教育厅科研项 目（ １ ４ Ｚ Ａ ０ ２ ６ ３ ） ；绵阳师范学 院科研项 目（ Ｑ Ｄ ２ ０ １ ２ Ａ ０ ９ ） 作者简介 ： 肖武能（ １ ９ ９ ２一） ， 男， 四川达州人 ， 绵阳师范学 院交通运输与管理学院 ２ ０ １ ｌ级本科学生 ．
性大 的思 路 ， 通过理论 推 导定义 了考 虑荷 载作用 的广义 结构 刚 度 ； 对 一 组框 架结 构 分别 在 重力 荷 载 和水 平 地震 荷 载作用 下 的构件 重要性 进行 了分 析 ； 以及应 用 有 限 元 、 三 次 载荷 法 、 图乘 法 、 变分原理、 三 点法 等 对
和环 境 的限制无 法进 行起 重机 额定 载荷试 验项 目 ．起重 机 的后续使 用是 非法 的 ， 同时也 会给 安全 生产带 来
巨大隐患 ．由于受到检测场地 、 设备仪器 、 检测手段 以及经济条件的限制 ， 在国内对大型起重机进行现场检 测不仅需要付出大量测试费用 ， 而且需要消耗较长时间 ， 对大型起重机进行全面地检测难度较大 ． 研究 门 架机 构 的刚度 ， 对结 构安 全性能 检验 检测 与评估 有重 要意 义 ． 国内外 学 者做 了大量 的研 究 ． Ａ ｂ ｂ ａ ｓ ＿ ２ 等对 主梁结 构进 行 了分析 与计算 ．文献 ［ ３— ４ ］ 研究 了门式起 重 机结构参数与性能的关系 ．叶列平 等人研究了根据结构体系传力路径 中传递荷载 比例大的构件重要
（ 绵 阳师 范学 院交通运输与管理学 院 ， 四川绵阳 ６ ２ １ ０ ０ ６ ）
摘 要 ：桥 门式起 重机在 国民经济 的领域应 用广泛 ．起重机作为特种设备 ， 安全事故 的不断 出现给社会 造成
了巨大经济损 失和人 员伤 亡 ．针对 门架结构 ， 依 据量纲分析理论 ， 制作 实验模 型 ， 通过模型试件 载荷 实验对 结构刚
机械使用中的安全也更加的重要 ． 根据国务院《 中华人 民共 和国特种设备安全法》 的规定 ， 每台起重机械 在投人使用前都要进行监检 Ｊ ， 使用中也需要定检 ． 在检验时 ， 主梁在额载下的下挠值是 门式起重机整机 试 验 的最重 要检 测指 标 ， 此 时需 要额定 吨 数 的砝 码才 能进 行 检测 ， 起 重 机在 这项 检 验 中所 需 费用是 非 常 昂 贵 的 ．据 国家质 检 系统统计 ， 全 国在用 的起 重机 约 １ ９ ０万 台 ， 这项 费用 是惊人 的 ．另外 ， 有 时 由于使用 地点
第３ ４卷
第８ 期
绵阳师范学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｍｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ￣Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ８
Ａｕ ｇ ．， ２０１ ５
２ ０ １ ５年 ８月
门 式 起 重 机 刚 度 实 验 分 析
肖武能 ， 阿劣作 罗莫 ， 吴 鑫 ， 左志玲 ， 蒋 敏 ， 刘 宇， 张大鹏
门架机构的参数与结构刚度的关系进行了研究 ． 本文依据量纲分析理论
， 针对 门架结构 ， 制作实验模
型， 通过模 型试 件 载荷 实验对结 构 刚度进 行研 究 ， 探 索 门架结 构危 险点处 性能 参数 ．
１ 实验
本 实验 以大 吨位桥 门式起 重机 为研 究 对 象 ， 通 过 相 似起 重 机 结 构试 件 加 载 测试 系实 验 方 法 对 比分 析
文献标 志码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ６ ７ ２ － ６ １ ２ ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ － ０ ０ ４ ９ － ０ ４
０ 引 言
随着 国 民经济 的发展 ， 起重 机械在 各个 领域 应用 越来 越 广泛 ， 港 口、 铁路 、 工 矿企 业 、 水 利枢 纽 等 ， 起重
条 曲线是 试 件 载荷加 载 实验 的第 一个循 环 ， 其造 成 的原 因 是试 件 第一 次 被 载荷 加 载 ， 其结 构 刚 度变 化 比较
大所引起的 ．而图２ 、 图５ 、 图 ６中没有出现这样的曲线 ， 是由于紧接着上一组实验就继续开始进行实件载 荷 加 载实验 ． （ ２ ） 如 图 １一图 ８所示 ， 单 双梁试 件 载荷加 载 过程 中 ， 每 一次 循 环 的 曲线 都 在变 化 ， 一 点 一 点 的在 发 生