對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，是了解結(jié)構(gòu)件受力變形狀況的一種有效監(jiān)測(cè)手段。通過(guò)應(yīng)變測(cè)試，工程師可以了解被測(cè)件的實(shí)際應(yīng)變大小及分布情況，進(jìn)而分析設(shè)備構(gòu)件的故障原因、壽命長(zhǎng)短和強(qiáng)度儲(chǔ)備等。本文對(duì)熱風(fēng)管拉桿進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，以便掌握熱風(fēng)管系統(tǒng)在運(yùn)行期間的受力情況及變形狀態(tài)，為研究處理異常情況提供了重要依據(jù)，避免意外事故發(fā)生。同時(shí)，也為今后的熱風(fēng)管結(jié)構(gòu)維護(hù)提供檢測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際參考。
應(yīng)變測(cè)試原理
電阻應(yīng)變測(cè)試的工作原理，即應(yīng)變片金屬絲在受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻隨著所發(fā)生機(jī)械變形的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化。在實(shí)際應(yīng)用中，將電阻應(yīng)變片粘貼在被測(cè)機(jī)械零件的表面，當(dāng)被測(cè)機(jī)械零件受作用力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，粘貼在其上的應(yīng)變片也隨之發(fā)生相同的機(jī)械變形，引起應(yīng)變片電阻發(fā)生相應(yīng)的變化。這時(shí)，電阻應(yīng)變片便將力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻的變化量輸出。
測(cè)點(diǎn)選擇與布置
高爐熱風(fēng)管拉桿為直徑100mm的受拉構(gòu)件，其材料為35鋼，兩端為螺紋與外徑 220mm，內(nèi)徑100mm的連接節(jié)相連接。連接螺紋段長(zhǎng)度為180mm；考慮到拉桿在熱風(fēng)管外凸處受擠壓發(fā)生了嚴(yán)重的變形和位移，其中靠近熱風(fēng)爐側(cè)的兩根拉桿已經(jīng)變形，而且此處由于熱風(fēng)管內(nèi)有部分保溫耐火材料出現(xiàn)故障，雖然已采取降溫措施，但熱風(fēng)管周?chē)鷾囟容^高，在熱風(fēng)管工況轉(zhuǎn)換時(shí)溫度變化較大，故拉桿在該處由于受擠壓變形及環(huán)境溫度變化所受載荷較其他位置為大，因此布置測(cè)點(diǎn)于此處。
根據(jù)受力分析和現(xiàn)場(chǎng)考察，選擇熱風(fēng)管外凸位置附近的10個(gè)位置作為拉桿應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。其中9個(gè)測(cè)點(diǎn)位于熱風(fēng)管外凸位置東西兩側(cè)，1個(gè)測(cè)點(diǎn)位于熱風(fēng)管外凸最嚴(yán)重處，被測(cè)拉桿在該處與熱風(fēng)管外凸部分相接觸。
監(jiān)測(cè)方案與實(shí)施
做好測(cè)點(diǎn)的溫度補(bǔ)償及防潮措施。本系統(tǒng)采用一工作片，一溫度補(bǔ)償片的半橋連接方式。連接好后，每個(gè)工作橋臂實(shí)測(cè)阻值在119.4-120.8之間。應(yīng)變片貼片后采用耐高溫的環(huán)氧樹(shù)脂包裹，并用0.2mm的不銹鋼薄板進(jìn)行圍閉。上述防護(hù)措施，使絕大部分測(cè)點(diǎn)經(jīng)受住了日曬雨淋和熱風(fēng)管熱輻射的考驗(yàn)。
測(cè)試儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，儀器采用全數(shù)字電路，每通道獨(dú)立AD、獨(dú)立MCU，所有通道同步采樣，采樣頻率軟件設(shè)置，不隨通道數(shù)遞減。采用硬件隔離技術(shù)，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力。
準(zhǔn)備工作，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，提高工作效率和檢測(cè)質(zhì)量。由于現(xiàn)場(chǎng)貼片等工作只能在熱風(fēng)爐休風(fēng)時(shí)進(jìn)行，時(shí)間較短，而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試施工環(huán)境非常惡劣。與目前常采用的現(xiàn)場(chǎng)布線、貼片、焊接、調(diào)試的方法不同，本次測(cè)量之前，幾乎所有的準(zhǔn)備工作，如布線、焊片等，都已提前完成。盡量減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，提高工作效率和檢測(cè)質(zhì)量。同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)為高溫、高濕環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)貼片環(huán)境嚴(yán)酷。為此，本次測(cè)試采用AB膠作為粘結(jié)劑，粘結(jié)后對(duì)應(yīng)變片及其引出線使用環(huán)氧樹(shù)脂作保護(hù)性固封。
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