- 2023-07-26 16:30:27 来源:南京聚航科技有限公司 浏览量:920次
- 【导读】某台十吨港口门座式起重机已经使用了20年,近几年,起重臂转台连接螺栓经常发生断裂现象,有很大的安全隐患。
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某台十吨港口门座式起重机已经使用了20年,近几年,起重臂转台连接螺栓经常发生断裂现象,有很大的安全隐患。该螺栓为M30高强度螺栓,其断裂面位于螺栓头根部或螺纹根部,且前者破坏程度大于后者。由应力分析结果可知,在起重机工作过程中,螺栓反复受到拉-弯作用,断裂是因应力集中处的交变应力产生的疲劳破坏。其断口外观特征也证实了这一点。
采用应变电测法现场测试该螺栓两个应力集中处的应力峰值,现在有二个技术难点;一是由于螺栓与螺孔之间间隙很小,无法直接贴片;二是导线引出困难。为此,我们设计制作了相同材料的专用测试螺栓,取代原有的螺栓进行测试。具体的做法是:在螺栓光杆部分对称切削两个小平台,以便贴片;再是在螺栓头相应部位钻两个小通孔,可将导线引出,与测试仪器连接。
为了较精确地测量应力集中处的应力峰值,采用1*1微型应变片,并用704封片胶防潮,保证测试的可靠性。测点编号为6和7。仪器采用聚航科技生产的JHYC静态应变仪和JHDY动态应变仪,两个仪器都是全软件操作,可实时显示数据和曲线。
由于是旧设备,为安全起见,测试过程中,其起吊重量略低于10t,用重9.8t的装载机代替。螺栓测试与整机测试同时进行,在现场实时得到各种工况下的静载数据和动载曲线。数据表格从略,部分动态记录曲线见图1、图2。
将测得的应变值转换为应力值时,取弹性模量E=210GPa,其测试结果如下:
静态各工况中,测点6的(σmax)=158.3MPa,测点7(σmax)=-88.2MPa
动态各工况中,测点6的(σmax)=214.0MPa,测点7的(σmax)=-120.0MPa。
可以看出,螺栓头根部的工作应力值远大于螺纹根部的应力值,且为拉应力,这与实际破坏中前者大于后者的情况相符。
测试结果分析
螺栓材料为45钢强化处理,其屈服强度σ0.2=660MPa;若安全系数取n=1.5,其许用应力[σ]=660/1.5=440MPa。现螺栓的*大动应力值为214.0MPa,已为许用应力的近一半;再考虑到螺栓是在交变应力下工作,其持久极限更小,易产生疲劳破坏,故频繁出现螺栓断裂是理所当然的。
用应变片测试应力集中处的应力峰值,存在“削峰”现象。而为了贴片及引线,切削出二个小平台并钻二个小孔,造成了应力集中因素叠加,增大了应力集中的程度。但一减一增,抵消了部分影响,使测试值接近真值,数据可信。
- 标签:应变电测法
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