摩天轮结构应力测试试验
上海会展中心因活动需要安装了一座46米高的摩天轮，由于摩天轮属于大型游乐设施。根据法律规定，在正式投入使用前需要对关键部位进行结构应力测试，了解摩天轮各关键部位在工作过程中的应力情况，验证其是否能满足工作强度要求。于是，生产厂家找到南京聚航科技有限公司，将这一测试项目委托给我们。
试验仪器
仪器采用聚航科技的jhyc静态应变测量系统，多通道设计，软件式操作，中文界面，应变值实时显示，数据及曲线实时保存，仪器精度高，测量结果精确。
试验方案
测点一般选择工件在使用过程中受力较大的部位。摩天轮主要由塔架、主轴体、轮缘、拉索、座舱等组成，根据仿真分析，在摩天轮工作过程中，塔架柱脚、拉索端部、吊臂架等位置应力较大。因此选取一组塔架的内外2根柱脚，每根柱脚布置4个测点，沿柱脚周向分布，受力方向为轴向，采用单轴应变片；主轴和轮缘拉索各3个测单，受力方向为轴向，采用单轴应变片；选取1个吊臂架，在吊臂架的2个座舱轴箱盖上下部分各布置1个测点，受力方向未知，选用三轴应变花。
试验测量共4个工况，按照满载---3/4偏载---1/4偏载---空载的顺序进行，每个工况逆时针、顺时针各一圈，以1号座箱为基准，以1号座箱在地面为0°，每转90°停止2分钟。试验过程中全程记录测试结果。
测试结果
测量过程中通过软件记录了各通道的应变变化，以下为拉索各测点在满载工况测试时的变化曲线。
图1 拉索测点满载时全程变化曲线
从上面的测量曲线可以看出，摩天轮在各个工况的测试过程中承受的不仅仅是载荷作用，还受到风速、风向等外界因素的影响，但外界因素的影响无法避免。从结构安全角度考虑，我们取各个测点在整个测试过程中的*大应力值来验证摩天轮的结构安全，各个测点*大值数据见下表。
工况
空载
1/4偏载
3/4偏载
满载
位置
测点
*大值
外柱脚
1
应力（mpa）
-
-
-
11.6
2
应力（mpa）
-
-
25.7
-
3
应力（mpa）
-
-
21.2
-
4
应力（mpa）
-
-
15.6
-
内柱脚
5
应力（mpa）
-
-
-
24.6
6
应力（mpa）
-
-
37.5
-
7
应力（mpa）
-
21.0
-
-
8
应力（mpa）
-
-
-
20.4
拉索1
9
应力（mpa）
-
-
73.7
-
10
应力（mpa）
-
-
28.1
-
11
应力（mpa）
-
-
-
21.6
拉索2
12
应力（mpa）
-
-
51.0
-
13
应力（mpa）
-
-
36.6
-
14
应力（mpa）
-
-
-
23.3
箱盖1
15
σ1（mpa）
-
12.2
-
-
16
σ1（mpa）
-
-
12.3
-
箱盖2
17
σ1（mpa）
-
-
8.1
-
18
σ1（mpa）
-
-
7.6
-
数据分析
从测量结果来看，在整个测试过程中，塔架柱脚*大应力处为测点6，应力35.7mpa，拉索节点测点大应力处为测点9，应力73.7mpa，吊臂架箱盖*大应力处为测点16，*大主应力12.3mpa，与0°的夹角为20.1°。摩天轮所用材料q345b，屈服强度345mpa，抗拉490mpa，摩天轮结构*大应力为屈服强度的21.4%，安全余量很大。
以上就是摩天轮结构应力测试试验，如果您想更加详细了解产品，可直接联系聚航科技，我们很愿意为您服务。
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测点一般选择工件在使用过程中受力较大的部位。摩天轮主要由塔架、主轴体、轮缘、拉索、座舱等组成，根据仿真分析，在摩天轮工作过程中，塔架柱脚、拉索端部、吊臂架等位置应力较大。因此选取一组塔架的内外2根柱脚，每根柱脚布置4个测点，沿柱脚周向分布，受力方向为轴向，采用单轴应变片；主轴和轮缘拉索各3个测单，受力方向为轴向，采用单轴应变片；选取1个吊臂架，在吊臂架的2个座舱轴箱盖上下部分各布置1个测点，受力方向未知，选用三轴应变花。
试验测量共4个工况，按照满载---3/4偏载---1/4偏载---空载的顺序进行，每个工况逆时针、顺时针各一圈，以1号座箱为基准，以1号座箱在地面为0°，每转90°停止2分钟。试验过程中全程记录测试结果。
测试结果
测量过程中通过软件记录了各通道的应变变化，以下为拉索各测点在满载工况测试时的变化曲线。
图1 拉索测点满载时全程变化曲线
从上面的测量曲线可以看出，摩天轮在各个工况的测试过程中承受的不仅仅是载荷作用，还受到风速、风向等外界因素的影响，但外界因素的影响无法避免。从结构安全角度考虑，我们取各个测点在整个测试过程中的*大应力值来验证摩天轮的结构安全，各个测点*大值数据见下表。
工况
空载
1/4偏载
3/4偏载
满载
位置
测点
*大值
外柱脚
1
应力（mpa）
-
-
-
11.6
2
应力（mpa）
-
-
25.7
-
3
应力（mpa）
-
-
21.2
-
4
应力（mpa）
-
-
15.6
-
内柱脚
5
应力（mpa）
-
-
-
24.6
6
应力（mpa）
-
-
37.5
-
7
应力（mpa）
-
21.0
-
-
8
应力（mpa）
-
-
-
20.4
拉索1
9
应力（mpa）
-
-
73.7
-
10
应力（mpa）
-
-
28.1
-
11
应力（mpa）
-
-
-
21.6
拉索2
12
应力（mpa）
-
-
51.0
-
13
应力（mpa）
-
-
36.6
-
14
应力（mpa）
-
-
-
23.3
箱盖1
15
σ1（mpa）
-
12.2
-
-
16
σ1（mpa）
-
-
12.3
-
箱盖2
17
σ1（mpa）
-
-
8.1
-
18
σ1（mpa）
-
-
7.6
-
数据分析
从测量结果来看，在整个测试过程中，塔架柱脚*大应力处为测点6，应力35.7mpa，拉索节点测点大应力处为测点9，应力73.7mpa，吊臂架箱盖*大应力处为测点16，*大主应力12.3mpa，与0°的夹角为20.1°。摩天轮所用材料q345b，屈服强度345mpa，抗拉490mpa，摩天轮结构*大应力为屈服强度的21.4%，安全余量很大。
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