專用升降機(jī)殼體的應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)研究

2貼片及連接由于構(gòu)件表面各點(diǎn)均為復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，所以應(yīng)選擇應(yīng)變花作為傳感元件，本：b外殼體貼片圖殼體應(yīng)變片粘貼圖應(yīng)變花粘貼好后，通過(guò)導(dǎo)線與應(yīng)變儀連接，測(cè)量電橋采用半橋接法公共溫度補(bǔ)償，即測(cè)量電橋采用的是惠斯頓四臂電橋，四個(gè)橋臂的接點(diǎn)分別用A、B、C、D表示，AB之間接測(cè)量片，BC之間接溫度補(bǔ)償片，CD和DA之間接應(yīng)變儀內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電阻，這樣，從應(yīng)變儀的相應(yīng)點(diǎn)讀取的數(shù)值直接反應(yīng)的是待測(cè)點(diǎn)待測(cè)方向的應(yīng)變值，即S測(cè)=真比較直觀，便于計(jì)算。測(cè)量電橋的接線原理圖如所示，具體接線如所示。3測(cè)試過(guò)程模擬實(shí)際工作時(shí)自救儀的受力情況，將其懸掛，下邊掛環(huán)與傳感器連接，通過(guò)手輪加載。加載裝置如所示。測(cè)量時(shí)，不斷改變掛環(huán)受力點(diǎn)的位置，以改變殼體上各點(diǎn)的受力情況，每次加載按500N、1000N、1500N依次遞增，重復(fù)多次測(cè)得多組數(shù)據(jù)，計(jì)算各點(diǎn)主應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)隨著載荷的增大，主應(yīng)力按規(guī)律變化，前后數(shù)據(jù)吻合，分析后發(fā)現(xiàn)：F點(diǎn)和0點(diǎn)主應(yīng)力最大，其次是：B、E、H、、K.加載示意圖通過(guò)第一輪的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)主應(yīng)力較大的點(diǎn)，為了驗(yàn)證第一輪試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及進(jìn)一步探索應(yīng)力分布狀況，在主應(yīng)力較大點(diǎn)及附近另外選擇一些點(diǎn)重貼應(yīng)變花。具體布點(diǎn)是：在緊挨著B(niǎo)點(diǎn)靠下一點(diǎn)取B點(diǎn)、A點(diǎn)的上方取A點(diǎn)、G點(diǎn)的左側(cè)取G點(diǎn)，C點(diǎn)的右側(cè)點(diǎn)，其它點(diǎn)基本原位置（如所示位置）重新進(jìn)行貼片，進(jìn)一步測(cè)量其主應(yīng)力分布狀況。對(duì)于重貼的點(diǎn)，加載到1500N時(shí)，規(guī)律基本與第一次貼片的一致，且主應(yīng)力變化不大，而且，最大應(yīng)力點(diǎn)還是在F、0位置。加載時(shí)，同樣采用AP=500N，取記錄，當(dāng)載荷在1000N以前時(shí)數(shù)據(jù)比較小，沒(méi)有分析的價(jià)值，本殼體的最大承載能力要求達(dá)到2000N，因此取各點(diǎn)在載荷為1500N及2000N時(shí)各種受力狀況下的最大主應(yīng)力及應(yīng)變?nèi)绫?所示。表1各點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)變（UE）及應(yīng)力情況表位置載荷A‘點(diǎn)B’點(diǎn)C‘點(diǎn)E點(diǎn)F點(diǎn)G，點(diǎn)H點(diǎn)I點(diǎn)點(diǎn)K點(diǎn)L點(diǎn)M點(diǎn)N點(diǎn)0點(diǎn)P點(diǎn)從計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)加載到1500N和2000N時(shí)，最大主應(yīng)力都位于0點(diǎn)位置，最小主應(yīng)力都位于F點(diǎn)位置，當(dāng)P=2000N時(shí)，0點(diǎn)1=9.899MPa，F(xiàn)點(diǎn)3=-11.199MPa，而其它各點(diǎn)的數(shù)值與第一次測(cè)得的接近而且還是均小于這兩點(diǎn)的數(shù)值。4校核4.1棒材的拉伸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由于考慮到不同批次材料的力學(xué)性能的差別，所以實(shí)驗(yàn)前取與殼體同批次的型號(hào)為6063的鋁合金棒材進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，一共取了三件直徑為20mm的圓截面試棒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：p.2205Mpa、b320Mpa；而通過(guò)查閱得知6063鋁合金材料的p.2170Mpa，實(shí)驗(yàn)表明，原材料的力學(xué)性能指標(biāo)完全符合要求。4.2校核試驗(yàn)采用的是靜態(tài)應(yīng)力測(cè)試，而實(shí)際工作時(shí)應(yīng)為動(dòng)態(tài)，動(dòng)應(yīng)力d可以根據(jù)以下公式確定：d=KdstKd為動(dòng)荷系數(shù)；為靜載下的許用應(yīng)力；殼體內(nèi)裝有鋼絲繩、齒輪等部件，因此殼體的許用應(yīng)力應(yīng)采用屈服許用應(yīng)力，如果利用第三強(qiáng)度理論校核，st應(yīng)該取。1-3的數(shù)值，則由上式可知，即使專用升降機(jī)以自由落體的加速度升降時(shí)，Kd=2，即動(dòng)應(yīng)力才是靜應(yīng)力的2倍，取F點(diǎn)的最大r3，貝I：5結(jié)語(yǔ)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的比較可知，殼體是安全的。同時(shí)，對(duì)自救儀的螺栓連接、掛環(huán)、吊帶等進(jìn)行了一系列的力學(xué)測(cè)試，承載能力都可達(dá)到500kg以上，基本符合要求。對(duì)殼體的優(yōu)化建議如下：因?yàn)槔玫谌龔?qiáng)度理論來(lái)校核殼體本身就偏于安全，且數(shù)據(jù)相差又較大，所以，殼體的具體厚度及尺寸還有較大的改進(jìn)空間；殼體上邊的孔洞是為散熱設(shè)計(jì)的，就該自救儀而言，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)下降速度比較慢，可不（3）鋁合金外殼中心部分內(nèi)壓成圓環(huán)以懸掛必考慮散熱，且孔洞的