JGT 55-1999履带起重机结构试验方法 .pdf

d G/ T 5 5 -1 9 9 9 说明 根据国家质量技术监督局 关于废止专业标准和清理整顿后应转化的国家标准的通知 质技监督 局标函 1 9 9 8 2 1 6 号习 要求， 建设部对1 9 9 2 年国家技术监督局批复建设部归口的国家标准转化为行业 标准项目 及 1 9 9 2 年以前建设部批准发布的产品标准项目 进行了清理、 整顿和审核。建设部以建标 1 9 9 9 1 5 4 号文 关于公布建设部产品标准清理整顿结果的通知 对G B 1 0 6 7 4 -8 9 履带起重机结构试 验方法 标准予以确认、 发布， 新编号为J G / T 5 5 -1 9 9 9 , 为便于标准的实施， 现仅对原标准的封面、 首页、 书眉线上方表述进行相应修改， 并增加本说明后重 新印刷， 原标准版本同时废止。 1 03 2 中华人民共和国建筑工业行业标准 履带起重机结构试验方法 .i G/ T 5 5 一 1 9 9 9 Te s t me t h o d f o r t h e c r a wl e r c r a n e s t r u c t u r e s 1 主盆 内容与适用范 围 本标准提供在规定的静载荷条件下， 测定履带起重机 以下简称为起重机 主要结构件的应力和位 移的非破坏性试验方法; 规定了结构测试应力的安全判别方法和结构弹性位移的限制值; 规定了结构动 特性测试及结果处理方法。 本标准的试验条件应符合 履带起重机性能试验方法 标准的有关规定。 提供试验的样机必须是通过了性能试验后的样机。 2 引用标准 G B 3 8 1 1 起重机设计规范 G B 6 9 7 4 . 2 起重机械名词术语主要参数 3 结构应力测试 I1 测试工况及载荷 3 . 1 . 1 结构应力测试的工况和载荷见表I o 3 . 1 . 2 侧载可以采用吊重侧向偏移的方法实施， 但必须保证在加侧载时不得产生铅垂方向的附加分 力。水平侧向载荷的方向应与起重臂的纵向轴线垂直。 3 . 1 . 3 在加载和测试过程中， 回转机构或转台应制动或锁死在规定的位置上。 3 . 1 - 4 水平载荷系数Sb 根据最大额定起重量选择。 最大额定起重量大于4 0 t 时， 0 取。0 3 ; 小于或等 于4 0 t 时沙取。 . 0 5 ， 或按制造厂提供的 计算侧载进行试验。 3 . 1 . 5 表1 中序号 1 , 2 测试工况视具体情况确定起重臂是位于正侧方还是正前方 相对行驶方向 。 表 1 结构应力测试工况及载荷 序号测试工况载荷试验 目的被侧结构侧试项 目 1 基本臂、 最大额定 起重量及相应 的工 作幅度 Q叫 验证主要结构件 的强度和刚度 起 重 臂、转 台、 变 幅 支 架、 底架 结构静应力 1 . 2 5 Q- 2 3 基本臂， 最大额定 起重盘及相应的工 作幅度 Q，， 0 Q 耐 侧载 验证起 重臂 的强 度和刚度 起重臂 起重有的静应力 及侧向弹性位移 4 中长主臂及其 最 大的额定起重量 ， 相 应的工作幅度 Q. m . . 心 . . 二 侧载 验证起重 臂 的强 度和刚度 起重臂 起重 臂 的静应 力 及侧向弹性位移 中华人民共和国建设部 1 9 9 9 - 0 6 - 0 4 批准1 9 9 9 一 0 6 一 0 4实施 1 03 3 J G/ T 5 5 一 1 9 9 9 续表 1 序号侧试工况载荷试验 目的被侧结构测试项 目 5 最 长 主臂及其最 大的额定起重量， 相 应的工作幅度 Q二 a 闪 二 侧载 验证起重臂的强 度和刚度 起重臂 起重臂的静应力 及侧向弹性位移 6 最 长主臂加各级 副臂 及其最 大 的额 定起重量 . 相应 的工 作幅度 Q、 二 OQIw 侧载 验证主、 副臂的强 度和刚度 主、 副臂 起重钾静应力， 副 臂头部侧向弹性位 移 7 安装工况安装状态下的自 重 验证各结构件的 安装强度 起重臂、 变幅 支架 起重臂、 变幅支架 的静应力 注 Q 基本臂工况的最大额定起重量; Q ， .中长主臂工况的最大额定起重量; Q - - 一 最长主臂工况的最大额定起重量; Q 二 .一 各级副臂工况的最大额定起重量 3 . 2 测试点的测定 3 . 2 . 1 应力测试点的选择 在结构受力分析的基础上， 确定危险应力区， 并对各危险区进行应力测试危险应力区可分为以下 三种类型 a . 均匀应力区。该区应力达到屈服点时， 会引起结构件的永久变形。 b . 应力集中区。 如孔眼、 锐角、 焊缝、 铰点等处产生的集中应力。 该区内屈服应力的出现不会引起 结构件整体的永久变形， 但过大的应力集中会影响结构件的疲劳寿命。 c 弹 性屈曲区。 如受压杆和板的弹性屈曲， 从应力看， 该区的 最大应力并没有达到材料的屈服点， 但可能因发生屈曲而导致结构件的破坏。 3 . 2 . 1 . 1 测定起重臂的弦杆和腹杆的应力， 应在节间中点对称贴应变片， 最后以平均应力和计算出的 最大应力来评定该节间的安全度。 32 门. 2 在应力集中区内贴应变片， 应尽可能把应变片贴在高应力点上。由于应力集中处一般不是单 向应力， 故应根据不同情况选用单应变片组合和应变花进行测试。 3 . 2 . 2 平面 二向 应力区的贴片 结构承受平面应力状态， 如果预先能用某些方法 例如分析法、 脆性涂料法 确定主应力方向， 则可 沿主应变方向贴上互相垂直的两个应变片。 如果主应变的方向无法确定， 则必须贴上由三个应变片组成 的应变花。关于应变花的数据处理见3 . 4 . 3 . b 条。 3 . 2 . 3 测点编号 根据选择好的测试部位和确定的测试点， 绘制测点分布图， 对贴片统一编号， 并指明应变片或应变 花的贴片位置。 3 . 3 试验程序 3 . 3 . 1 检查和调整样机， 保证可以正常工作。 3 . 3 . 2 接好应变检测系统， 调试应变片和有关仪器， 合理选择灵敏系数， 清除一切不正常现象。 3 . 3 . 3 结构的零应力状态， 测量消除自重影响的应变片基准读数 。 。 对于需要测白 重应力的结构， 应消除自 重影响， 记录零应力状态的读数。 如无法消除自 重影响， 即不 测零应力状态。处理数据办法参见 3 . 4 . 1 的规定 3 . 3 . 4 空载应力状态， 测量应变片在自重作用 的读数 。 1 。 空载应力状态是将起重机调整到表1 所规定的测试工况， 幅度为相应载荷作用下的工作幅度。 吊钩 飞 3 a J G/ T 5 5 一 1 9 9 9 落地， 回转机构或转台应制动或锁死。 如果零应力状态无法测出， 可以取空载状态作初始状态， 应变仪调 零 。 3 . 3 . 5 负载应力状态， 测量应变片在负载作用下的读数E 2 . 负载应力状态是起重机按表1 规定的载荷和工况进行加载， 其工作幅度允许误差不大于士1 o 如测试工况规定要加侧向载荷， 则必须在起重臂两侧分别加侧向载荷来测量。 3 . 3 . 6 卸载回零。卸载至空载应力状态， 检查各应变片的回零情况。如果某测点的应变片读数与原数 据。 ， 偏差超过士。 . 0 3 a , / E ， 则认为该测点数据无效， 应查明原因， 按原测试程序重新测量， 直至合格。 注 巩材料屈服极限， MP G , E -弹性模量, MP a 3 . 3 . 7 每项试验应重复作 3 次， 比较测试数据有无重大差别。如果差别较大应查明原因， 并重复测试。 3 . 3 . 8 观察结构件是否有永久变形或其他损坏。 如果出现永久变形或其他损坏， 应终止试验， 进行全面 检查和分析。 3 . 3 . 9 测试数据 ， 观察到的现象和说明应随时记录。 I4 应力测试的数据处理和安全判别方法 I4 门计算两个测试状态的应力 空载应力 自重应力 。按下式计算 aE E , 一 。 1 负载应力。 按下式计算 a 2 一 E E 2 一 E , ， 。 2 式中 a , -空载应力， MP a ; 。 。 一一负载应力， MP a ; 。 零应力状态应变; 空载应力状态应变; E 2 一 负载 应力状态应变。 如果零应力状态无法调出， 则以测试点的自重应力的计算值代替。 最大单向应力一般由空载应力与负载应力的代数和决定， a , o a 2 3 a 2 最大应力， MP a ; 和 。 ， 各带 自己的正负号。 门艺.钾口 车中 3即式 3 . 4 . 式中 式中 3 平面 二向 应力状态的数据处理 对于承受二向应力的弹塑性材料， 按变形能 第四 强度理论计算。其当量单向应力计算公式为 a . 当主应力 变 的方向已知 ， 并测得了两个方向的主应力时 当量单向应力为 a V武一a , a , 衅 4 。 ， - 一 当量单向应力， MP a ; a , 最大主应力， MP a ; a ,.最小主应力， MP a ; 主应力可由主应变求得 aE E x P E . / 1 一声 a ,. E e , Y e . / 一P z 最大主应变; 最小主应变; 1 0 3 5 J G / T 5 5 一 1 9 9 9 K 泊松比。 b当主应力 变 的方向未知， 并用应变花测得三个方向的线应变时， 当量单向应力为 、 一 _E r E, -f- E.2 1 - K 态 E.了 Ebr Eb E.Z1 /,K ， ， 式中 。 . a 应变片的应变; 。 b 应变片的应变; I -, 应变片的应变。 应变花的贴片方式见图I . 图 1 C . 对于脆性材料， 可采用最大应变 第二 强度理论， 公式为 a , E 、 8 3 . 4 . 4 侧试应力值的安全判别方法 根据表 1 测试工况及载荷进行测试， 测得结构的最大应力， 应满足下列分类给出的安全判据， 各危 险应力区的安全系数列于表 2 。 3 . 4 - 4 . 1 1 类一均匀应力区 ， ， 二a , / a ， 或 a , / a 9 式中 a , 根据表1 给定的测试工况和载荷进行测试时， 结构中被测部位测出的最大应力 对于单向 应力a , 相当于。 。 二 ; 对脆性材料。 r 相当于a , , MP a ; n , 安全系数， 按表 2 查取。 3 . 4 . 4 . 2 1 类一应力集中区 n ， a , / o , 或 a , / a ， . 安全系数， 按表2 查取。 3 . 4 - 4 . 3 a 类一弹性屈曲区 在某些区内， 当发生元件的屈曲及过大的变形， 会引起结构件的破坏， 这属于弹性屈曲区。 对于起重臂的弦杆和腹杆等受压元件， 用下列计算公式评定测试结果。 n ，二1 f a . / a . . a . ，一 / a . 1 0 式中 由一个截面上若干个测点的应变读数确定的平均应力， MP a ; a , . 压杆被测截面上最大的计算压实力， MP a ; 受压杆发生屈曲的临界应力， MP a ; ， ， 安全系数， 按表2 查取。 1 0 3 6 J G / T 5 5 一1 9 9 9 表 2 结构强度安全系数 测试工况 安全系数最小值 均匀应力区 几 应力集 中区 n , 弹性屈曲区 介 。 表 1 序号1 , 3 , 4 , 5 , 6 表 1 序号 2 , 7 . 1 . 21. 0 5 a 的计算 a . 当欧拉临界应力低于比例极限时; 取 。 。 一rz E / K， L / r 镇Li p 式中 K长度折算系数， 参见G B 3 8 1 1 ， 一些常见情况可以用下列经验数据 对于主弦杆K1 . 0 0 ; 对于与管状弦杆连接的腹杆KO . 7 5 ; 对于与角形或 T形弦杆连接的腹杆KO . 9 ; 对于变载面处的腹杆K1 . 0 0 ; 1 1 L 一一 受压杆件长度， mm; r -截面惯性半径， m m; 材料的比例极限， MP a , b . 当欧拉临界应力高于比例极限时， 一 a , 一 取 C , J . 一a , K L / r 2 ; r l E a p 1 2 3 . 4 - 4 . 4 N类一板的局部屈曲区 对板可能的局部屈曲部位， 一般要求对所有的试验工况 包括超载试验工况 N类区域的应变片读 数， 都应能回到空载时的读数。 4 结构位移测f 4 . 1 测量的工况及载荷 结构位移测量的工况及载荷见表 1 。 表 1 只规定测量起重臂的侧向位移， 其吊重平面内起重臂头部 位移主要是起重臂拉索的变形引起， 因此， 吊 重平面内起重臂头部的位移测量不作要求。吊重平面内起 重臂纵向轴线在中部的位移及其他结构件的位移是否要测量视具体情况确定。 4 . 2 起重臂头部侧向位移限制值 起重臂在表 1 规定的工况和载荷条件下， 其头部侧向位移应不大于臂长的 I . 5 结构动特性测试 5 . 1 测试工况 对履带起重机的结构动特性的测试要求为 a . 额定载荷下， 起升离地或下降制动时所引起的振动大小及衰减时间。 b . 操纵室的振动特性。 5 . 2 测量方法 用动态应变仪或加速度传感器、 电荷放大器、 磁带机等记录振动参数， 再用有关仪器分析。 5 . 3 动态特性的限制 起重机在额定载荷下， 起升或下降制动时， 对各部件的最大应力点， 由于结构振动所产生的最大应 力不应超过允许应力值 。 1 0 3 7 J G / T 5 5 一 1 9 9 9 在任何条件下， 操纵室内、 操纵台和座椅处的垂直方向加速度和水平方向的加速度均不大于0 . 2 9 。 6 试脸报告 6 . 1 试验按附录A 补充件 各表给定的项目 进行记录和数据整理。对非正常现象， 应有实况记录并做 出分析意见。 如有塑性变形或局部损坏， 必须对起重机结构进行全面检查， 找出损坏的主要原因， 采取补 救措施再测量， 并在报告中予以说明。 6 . 2 对试验发现的个别部位的合应力或结构的位移超出规定值时虽然没有发生破坏或非正常现象， 报 告中也应特别指出， 并提出分析意见， 作出结构是否可正常工作的明确结论。 1 0 3 8 J G / T 5 5 一1 9 9 9 附录A 测试用表 补充件 Al 应变读数记录表 应变读数记录表第页 测试 日 期年月日 天气悄况 晴 阴 制造厂 被测结构 起重臂位置 主、 副臂间夹角 风力 型号 作业状态 起重臂长度 温度 样机编号 测试工况起吊载荷侧载 侧载方向 测点零读数 空载读数 EI C I仁 。负载读数 几仁 2 一 巴 L空载复查 己 1 一 一 一 记录说明 试验主持人 记录员 A Z 结构静应力测试结果报告袅 结构静应力测试结果报告表第页 被测起重机 被测结构 应力单位 制造 厂 M P吕 拉应力 压应力 、赢 、、婴 乏 空载 加载测试工况 0l23 一 一 一一6 一一 分析与说明 试验主持人 报告整理员 0 3 9 J G / T 5 5 一1 9 9 9 A 3 结构位移侧.记录裹 结构位移测量记录表第页 被测起重机 被测结构 制造厂 位移单位 M A 加载侧试工况 1z345s 分析与说明 试验主持人 报告整理 员 A 4 结构动特性测试记录表 结构动特性测试记录表第页 被测起重机 被测部位 制造j 一 被测参数单位 测点 侧试工况 1z34 平均静态值对比值 分析与说明 试验主持人 报告整理员 附加说明 本标准由建设部北京建筑机械综合研究所归口。 本标准由长沙建筑机械研究所负责起草。 本标准起草人何玉东。 本标准委托长沙建筑机械研究所负责解释。 1 0 4 0