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最大应力值来验证摩天轮的结构安全，各个测点最大值数据见下表。
工况 | 空载 | 1/4偏载 | 3/4偏载 | 满载 | ||
位置 | 测点 | 最大值 | ||||
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，塔架柱脚最大应力处为测点6，应力35.7MPa，拉索节点测点最大应力处为测点9，应力73.7MPa，吊臂架箱盖最大应力处为测点16，最大主应力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，摩天轮结构最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。
