機床商務網
技術文章
摩天輪結構應力測試試驗
閱讀：176 發布時間：2023-6-14上海會展中心因活動需要安裝了一座46米高的摩天輪，由于摩天輪屬于大型游樂設施。根據法律規定，在正式投入使用前需要對關鍵部位進行結構應力測試，了解摩天輪各關鍵部位在工作過程中的應力情況，驗證其是否能滿足工作強度要求。于是，生產廠家找到南京聚航科技有限公司，將這一測試項目委托給我們。
試驗儀器
儀器采用聚航科技的JHYC靜態應變測量系統，多通道設計，軟件式操作，中文界面，應變值實時顯示，數據及曲線實時保存，儀器精度高，測量結果精確。
試驗方案
測點一般選擇工件在使用過程中受力較大的部位。摩天輪主要由塔架、主軸體、輪緣、拉索、座艙等組成，根據仿真分析，在摩天輪工作過程中，塔架柱腳、拉索端部、吊臂架等位置應力較大。因此選取一組塔架的內外2根柱腳，每根柱腳布置4個測點，沿柱腳周向分布，受力方向為軸向，采用單軸應變片；主軸和輪緣拉索各3個測單，受力方向為軸向，采用單軸應變片；選取1個吊臂架，在吊臂架的2個座艙軸箱蓋上下部分各布置1個測點，受力方向未知，選用三軸應變花。
試驗測量共4個工況，按照滿載---3/4偏載---1/4偏載---空載的順序進行，每個工況逆時針、順時針各一圈，以1號座箱為基準，以1號座箱在地面為0°，每轉90°停止2分鐘。試驗過程中全程記錄測試結果。
測試結果
測量過程中通過軟件記錄了各通道的應變變化，以下為拉索各測點在滿載工況測試時的變化曲線。
圖1 拉索測點滿載時全程變化曲線
從上面的測量曲線可以看出，摩天輪在各個工況的測試過程中承受的不僅僅是載荷作用，還受到風速、風向等外界因素的影響，但外界因素的影響無法避免。從結構安全角度考慮，我們取各個測點在整個測試過程中的*大應力值來驗證摩天輪的結構安全，各個測點*大值數據見下表。
工況 | 空載 | 1/4偏載 | 3/4偏載 | 滿載 | ||
位置 | 測點 | *大值 | ||||
外柱腳 | 1 | 應力（MPa） | - | - | - | 11.6 |
2 | 應力（MPa） | - | - | 25.7 | - | |
3 | 應力（MPa） | - | - | 21.2 | - | |
4 | 應力（MPa） | - | - | 15.6 | - | |
內柱腳 | 5 | 應力（MPa） | - | - | - | 24.6 |
6 | 應力（MPa） | - | - | 37.5 | - | |
7 | 應力（MPa） | - | 21.0 | - | - | |
8 | 應力（MPa） | - | - | - | 20.4 | |
拉索1 | 9 | 應力（MPa） | - | - | 73.7 | - |
10 | 應力（MPa） | - | - | 28.1 | - | |
11 | 應力（MPa） | - | - | - | 21.6 | |
拉索2 | 12 | 應力（MPa） | - | - | 51.0 | - |
13 | 應力（MPa） | - | - | 36.6 | - | |
14 | 應力（MPa） | - | - | - | 23.3 | |
箱蓋1 | 15 | σ1（MPa） | - | 12.2 | - | - |
16 | σ1（MPa） | - | - | 12.3 | - | |
箱蓋2 | 17 | σ1（MPa） | - | - | 8.1 | - |
18 | σ1（MPa） | - | - | 7.6 | - | |
數據分析
從測量結果來看，在整個測試過程中，塔架柱腳*大應力處為測點6，應力35.7MPa，拉索節點測點*大應力處為測點9，應力73.7MPa，吊臂架箱蓋*大應力處為測點16，*大主應力12.3MPa，與0°的夾角為20.1°。摩天輪所用材料Q345B，屈服強度345MPa，抗拉490Mpa，摩天輪結構*大應力為屈服強度的21.4%，安全余量很大。
以上就是摩天輪結構應力測試試驗，如果您想更加詳細了解產品，可直接聯系聚航科技，我們很愿意為您服務。