復(fù)合材料斷裂鑒定

1、復(fù)合材料斷裂鑒定華碧2012物鑒字第*號    2012 年6 月15 日， 江蘇省泰州市某施工工地發(fā)生一起起重傷害重大事故，造成一人當(dāng)場死亡。當(dāng)時，塔吊安裝單位作業(yè)人員進行QTZ63-型塔機頂升作業(yè)，在進行第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的第一步頂升時，當(dāng)液壓系統(tǒng)頂升油缸將塔機外套架及上部頂起高度約1米左右，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步板突然撕裂，塔機外套及上部結(jié)構(gòu)下墜，在巨大沖擊力作用下，平衡臂失穩(wěn)折彎砸向塔身，砸中作業(yè)人員，造成傷亡。    事發(fā)后，該事故中涉及的塔式起重機頂升橫梁支撐處被撕裂的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主肢桿“頂升踏步板”斷裂原因與外觀尺寸設(shè)計、型號及材質(zhì)一時間成為

2、爭議焦點，并最終訴至江蘇省某人民檢察院。    塔式起重機是臂架安置在垂直的塔身頂部的可回轉(zhuǎn)臂架型起重機，又名塔機或塔吊，是現(xiàn)代工程建設(shè)中一種主要的起重機械。自升式塔式起重機其頂升工作流程：頂升橫梁單軸置于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步板內(nèi)，頂升一步高度后，將支承銷插入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步板凹槽內(nèi)，然后收縮活塞桿，使支撐銷逐漸受力，支承起頂升套架；收縮活塞桿，使橫梁單軸進入上一步標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步板凹槽內(nèi)，準(zhǔn)備進行再一步頂升。    華碧司法鑒定接案后，迅速組織專家小組奔赴事發(fā)現(xiàn)場，經(jīng)過大量的現(xiàn)場勘驗與筆錄，制定鑒定預(yù)案，隨后開展相關(guān)鑒定實驗。  &#

3、160; 對踏步板斷裂部位材料進行切割并取樣，進行斷口形貌及金相組織分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：斷口端面存在纖維區(qū)和剪切唇，無放射區(qū)；斷口微觀形貌呈韌窩狀花樣；斷口附近的金相組織為正常的鐵素體和珠光體組織，斷裂附近的組織存在明顯的塑性變形特征。綜合斷口的宏觀形貌、微觀形貌及金相組織分析，斷裂為韌性斷裂。該斷裂是由于過載導(dǎo)致，斷裂開口起始于踏步板半圓弧凹槽的中間部位，在應(yīng)力的作用下向內(nèi)部延伸，最后將踏步板撕開。該斷裂為明顯的過載斷裂，金屬構(gòu)件發(fā)生過載斷裂失效時，過載斷裂斷口特征通常顯示一次加載斷裂的特征，其宏觀斷口與拉伸實驗斷口極為相似。    為了了解踏步板受力情況，華碧司法

4、鑒定所的鑒定專家們通過“有限元軟件”對踏步板所受應(yīng)力進行更加追根求源的分析。有限元方法是一種與現(xiàn)代計算機技術(shù)相聯(lián)系的分析手段，利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。ANSYS是目前有限元分析軟件中最為流行和有效的一種，它能夠?qū)μ囟óa(chǎn)品進行性能分析、預(yù)測和優(yōu)化，也可以對通用產(chǎn)品進行物理、力學(xué)性能分析、模擬、預(yù)測、評價和優(yōu)化，以實現(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。    根據(jù)踏步板尺寸，采用PROE繪制三維圖形，并導(dǎo)入到ANSYS軟件中，建立踏步板模型，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并進行模擬計算，發(fā)現(xiàn)踏步板所受的等效應(yīng)力分布中應(yīng)力最大處受力約849.202Mpa。該值已遠(yuǎn)大于

5、GB/T 700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼中Q235B鋼的抗拉強度370500 Mpa的要求，而斷裂開口正位于模擬結(jié)果中應(yīng)力最大區(qū)域。    經(jīng)分析判斷該規(guī)格的踏步板已無法滿足當(dāng)前塔吊的運行要求，過載運行是造成其斷裂的直接原因，需增加踏步板的厚度或改用材質(zhì)性能更優(yōu)的踏步板。至此，本案起重設(shè)備中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步板撕裂原因物證鑒定結(jié)論也因此水落石出，華碧司法鑒定所為本案所出具的司法鑒定報告為案件的審判提供了重要依據(jù)和支撐。 圖1：樣品外觀圖片(斷裂的踏步板樣品和其中1個未斷裂的踏步板樣品)圖2：金相切片圖片，斷口部分存在塑性變形特征圖3：掃描電子顯微鏡圖片，斷口為塑性特征，存在韌窩圖4：力學(xué)性能測