[发明专利]一种基于塑性变形的起重机轮压检测方法

说明书

本发明提供一种基于塑性变形的起重机轮压检测方法，包括：1、制作一金属试样和一车轮压头模型，将车轮压头模型安装于一材料试验机上，通过材料试验机对金属试样进行碾压实验得到实验测试结果，并将测试结果绘制成不同压力和金属试样变形之间的变化关系曲线；2、利用有限元仿真软件对实验测试结果进行分析，进行验证建立一仿真模型；3、在仿真模型中建立与车轮压头模型直径一致的车轮模型，并改变轮压来获得起重机轮压与金属试样变形之间的关系曲线，并绘制对照表；4、通过现场起重机车轮对金属试样碾压，测量金属试样经车轮碾压后所发生的变形量，将变形量与对照表进行比对来获得起重机的轮压；能反应整个车轮的实际受压情况，测量结果可靠。

技术领域

本发明涉及特种设备技术领域，特别是一种基于塑性变形的起重机轮压检测方法。

背景技术

在起重机的设计中，轮压是设计者所必须考虑的一个重要因素。轮压对起重机的整体结构布局，载荷分布计算等有较为重大的影响。经过查阅相关资料，目前对于起重机轮压，尚未有较为统一的方法进行测量。目前起重机行业中，主要采用在起重机轨道上贴应变片，通过测量在车轮压力下产生的应变来进行轮压的测量。然而，该方法只能在微观上反映出车轮上某一点的轮压，如果遇到起重机偏载的工况，就无法精确地反馈出轮压的分布。而且该方法成本较高、效率低，应变片的安装位置误差对检测的结果影响较大，实现的过程较为复杂。

文献《基于Y向应变- 轮压模型的起重机最大轮压测试方法研究》（张志斌、葛藤等《起重运输机械》2018（01）：85-88）中提出一种基于弹性接触力学与磁应力测量相结合的起重机轮压测试方法。该方法首先利用磁应力测量仪测量出轨面垂直方面上的应力，同时将应力转变为应变，再根据有限元仿真计算出来的轮压和应变的关系来得到轮压。申请公告号108760108 A的发明专利也公开了采用应变片来测量轨道的应变，并根据起重机的整机质量和应变之间建立的关系来推算轮压。由于应变测量是微小区域的变形，这两种方法需要十分精准的测量指定位置的应力应变，一旦位置测量偏差将严重影响测量结果。然而在磁应力测量或是贴片位置存在较多人为影响因素，难以较为准确测量出理论上的应变。同时，车轮还存在偏载，造成单边应变测量失真，轮压换算结果偏差。

申请公告号CN106872090A的发明专利公开了利用压力传感器来直接测量车轮压力的方法。该方法可以通过现有、成熟的传感器直接测量出来。然而起重机的轮压均较大（基本大于50KN），目前类似规格的压力传感器尺寸均较大，且随着压力的增大，其传感器的尺寸还将显著增大。传感器增大后将影响车轮通过和压力测量，即使能保证通过也将导致部分车轮腾空，造成所测量的车轮压力偏大，与实际结果形成偏差。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于塑性变形的起重机轮压检测方法，可以同时测量起重机多个车轮的轮压，测量结果精确可靠。

本发明采用以下方案实现：一种基于塑性变形的起重机轮压检测方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1、制作一金属试样和一轮径的车轮压头模型，将车轮压头模型安装于一材料试验机上，通过材料试验机对金属试样进行碾压实验得到实验测试结果，并将测试结果绘制成在一设定车轮压头轮径下，不同压力和金属试样变形之间的变化关系曲线；

步骤S2、利用有限元仿真软件对实验测试结果进行分析，并进行验证建立一仿真模型；

步骤S3、在仿真模型中建立与车轮压头模型直径一致的车轮模型，并改变车轮轮压来获得起重机轮压与金属试样变形之间的关系曲线，并绘制对照表；

步骤S4、通过现场起重机车轮对金属试样碾压，测量金属试样经车轮碾压后所发生的变形量，将变形量与所述对照表进行比对来获得该起重机的轮压。

进一步的，所述步骤S1中制作一金属试样具体为：对一铜板采用激光切割，切割后断面需打磨去除热变形和氧化处理，并保证表面光亮形成金属试样，并在金属试样前端和后端设置一夹板，所述夹板限制金属试样在实验测试时发生侧移，两个夹板和金属试样形成一“工”字型结构。