《流動(dòng)式起重機(jī) 起重機(jī)性能的試驗(yàn)測(cè)定 第2部分：靜載荷作用下的結(jié)構(gòu)能力》（征求意見(jiàn)稿）

ICS53.020.20

CCSJ80

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T25851.2—XXXX/ISO?11662-2:2014

流動(dòng)式起重機(jī)起重機(jī)性能的試驗(yàn)測(cè)定

第2部分：靜載荷作用下的結(jié)構(gòu)能力

Mobilecranes—Experimentaldeterminationofcraneperformance—

Part2:Structuralcompetenceunderstaticloading

（ISO11662-2:2014，IDT）

（征求意見(jiàn)稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

目??次

前??言.............................................................................II

引??言............................................................................III

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4符號(hào)和縮略語(yǔ).......................................................................3

5限制...............................................................................4

6加載方法...........................................................................4

6.1懸掛載荷.......................................................................4

6.2側(cè)載（SL）.....................................................................5

6.3撓度標(biāo)準(zhǔn).......................................................................5

7設(shè)備、儀器及材料...................................................................6

8試驗(yàn)前準(zhǔn)備.........................................................................7

9試驗(yàn)程序和記錄.....................................................................7

9.1最終試驗(yàn)準(zhǔn)備...................................................................7

9.2零應(yīng)力狀態(tài).....................................................................7

9.3空載應(yīng)力狀態(tài)...................................................................7

9.4負(fù)載應(yīng)力.......................................................................8

9.5超載試驗(yàn)工況...................................................................8

10應(yīng)力評(píng)估..........................................................................8

10.1Ⅰ類(lèi)——均勻應(yīng)力區(qū).............................................................9

10.2Ⅱ類(lèi)——應(yīng)力集中區(qū).............................................................9

10.3Ⅲ類(lèi)——壓桿屈曲區(qū)............................................................9

10.4Ⅳ類(lèi)——板的局部屈曲區(qū).......................................................10

附錄A（規(guī)范性）材料強(qiáng)度.........................................................11

附錄B（規(guī)范性）壓桿屈曲應(yīng)力.....................................................14

附錄C（規(guī)范性）試驗(yàn)工況和強(qiáng)度安全系數(shù)...........................................20

附錄D（資料性）報(bào)告格式.........................................................33

附錄E（資料性）典型起重機(jī)示例...................................................35

參?考?文?獻(xiàn).......................................................................40

I

GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

引??言

GB/T25851旨在規(guī)定對(duì)流動(dòng)式起重機(jī)的額定起重量圖表進(jìn)行驗(yàn)證所采用的測(cè)試方法，由兩個(gè)部分構(gòu)

成。

——第1部分：傾翻載荷和幅度。目的在于規(guī)定當(dāng)載荷作用在吊鉤滑輪組上時(shí)，測(cè)定流動(dòng)式起重機(jī)

最大平衡能力的試驗(yàn)方法。

——第2部分：靜載荷作用下的結(jié)構(gòu)能力。目的在于規(guī)定測(cè)定流動(dòng)式起重機(jī)在靜載條件下產(chǎn)生的應(yīng)

力的試驗(yàn)方法。

對(duì)流動(dòng)式起重機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算基于一個(gè)理想的模型。在該模型中，所有的構(gòu)件和部件完全平直且

制造精確。對(duì)于受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件，實(shí)際起重機(jī)與理想模型之間的差異通常不明顯。但是，對(duì)于承受

壓桿屈曲的受壓構(gòu)件，允許直線度和制造偏差是必需的。

當(dāng)使用應(yīng)變計(jì)對(duì)流動(dòng)式起重機(jī)進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)時(shí)，確定的應(yīng)力本質(zhì)上包括了直線度和制造精度偏

差的影響。

本試驗(yàn)方法旨在描述起重機(jī)整個(gè)承載結(jié)構(gòu)中各單元所承受的近似最大負(fù)載工況（見(jiàn)附錄D）。在某

些情況下可以通過(guò)分析指示出更嚴(yán)峻的負(fù)載工況。在這些情況下，更嚴(yán)峻的工況可以添加到指定的試驗(yàn)

工況或代替指定的試驗(yàn)工況。此外，該試驗(yàn)方法將應(yīng)力區(qū)域劃分為四大類(lèi)：Ⅰ類(lèi)（均勻應(yīng)力區(qū)）、Ⅱ類(lèi)（應(yīng)

力集中區(qū)）、Ⅲ類(lèi)（壓桿屈曲區(qū)）和Ⅳ類(lèi)（板的局部屈曲區(qū)，見(jiàn)第10章），并定義了每一類(lèi)型的限制。

試驗(yàn)結(jié)果可用于關(guān)聯(lián)臂架系統(tǒng)計(jì)算給出的Ⅲ類(lèi)應(yīng)力區(qū)域的臂架系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果。整個(gè)結(jié)構(gòu)中，Ⅰ類(lèi)應(yīng)力區(qū)

域的試驗(yàn)結(jié)果可用于檢查任何可用的計(jì)算。用該試驗(yàn)方法對(duì)鮮少有計(jì)算可用的Ⅱ類(lèi)應(yīng)力區(qū)域進(jìn)行評(píng)估。

Ⅳ類(lèi)應(yīng)力區(qū)域可能出現(xiàn)不成比例的高應(yīng)力讀數(shù)，此時(shí)可通過(guò)計(jì)算方法復(fù)查以便更好的深入了解。

如果同一分析程序顯示其應(yīng)力水平小于或等于原始應(yīng)用中的應(yīng)力水平，且支撐結(jié)構(gòu)的剛性與原始支

架相同，則按本文件方法評(píng)定的臂架系統(tǒng)可直接在另一臺(tái)機(jī)器上使用，無(wú)需通過(guò)此處指定的方法重新進(jìn)

行試驗(yàn)。支撐結(jié)構(gòu)的剛度由施加試驗(yàn)載荷時(shí)副臂根部軸斜率的變化決定。

II

GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

流動(dòng)式起重機(jī)起重機(jī)性能的試驗(yàn)測(cè)定

第2部分：靜載荷作用下的結(jié)構(gòu)能力

1范圍

本文件適用于使用下列部件的流動(dòng)式起重機(jī)：

a)繩索支撐、桁架臂附件或桁架臂和副臂附件（見(jiàn)附錄E，圖E.3）；

b)繩索支撐、立柱附件及柱式臂（塔式臂）和副臂附件（見(jiàn)附錄E，圖E.1和圖E.2），或；

c)伸縮臂附件或伸縮臂和副臂附件（見(jiàn)圖E.4）。

流動(dòng)式起重機(jī)制造商可使用本文件來(lái)驗(yàn)證圖E.1～圖E.4所示的流動(dòng)式起重機(jī)的設(shè)計(jì)。

本試驗(yàn)方法旨在提供一套系統(tǒng)的、非破壞性的程序，用于通過(guò)使用電阻式電應(yīng)變計(jì)確定在規(guī)定的靜

載條件下起重機(jī)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力，并為指定的負(fù)載工況指定適當(dāng)?shù)尿?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T21457-2008起重機(jī)和相關(guān)設(shè)備試驗(yàn)中參數(shù)的測(cè)量精度要求（ISO9373:1989,IDT）

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

應(yīng)變strain

材料在任何給定點(diǎn)相對(duì)于通過(guò)該點(diǎn)的特定平面的相對(duì)伸長(zhǎng)或壓縮，表示為每單位長(zhǎng)度的長(zhǎng)度變化量

（m/m）。

3.2

應(yīng)力stress

S

由應(yīng)變產(chǎn)生的單位面積內(nèi)力，單位為帕斯卡（Pa）或牛頓/平方米。

注：為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本文件將使用兆帕（Mpa）。

3.3

屈服點(diǎn)yieldpoint

Sy

應(yīng)變不成比例增加而應(yīng)力沒(méi)有相應(yīng)增加時(shí)的應(yīng)力。

注：在本文件中，屈服點(diǎn)視為所用材料的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小0.2%偏移拉伸屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度。

3.4

臨界屈曲應(yīng)力criticalbucklingstress

1

GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

Scr

在壓桿構(gòu)件中產(chǎn)生初始屈曲狀態(tài)的平均應(yīng)力（見(jiàn)附錄C）。

3.5

初始參考試驗(yàn)工況initialreferencetestcondition

磨合后按照下列建立的起重機(jī)結(jié)構(gòu)的無(wú)應(yīng)力或零應(yīng)力狀態(tài)：

a)將結(jié)構(gòu)支撐起來(lái)，使重力影響最小化；

b)起重機(jī)結(jié)構(gòu)件處于未裝配狀態(tài)或用任何其他方法建立零應(yīng)力狀態(tài)。該狀態(tài)下，獲得每個(gè)應(yīng)變計(jì)

的初始參考讀數(shù)，N1。

3.6

空載應(yīng)力狀態(tài)deadloadstresscondition

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)并在指定位置或狀態(tài)完全裝配的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)備在規(guī)定幅度處施加規(guī)定的負(fù)載。

注1：該狀態(tài)下，獲得應(yīng)變計(jì)的第二個(gè)讀數(shù)，N2。

注2：吊鉤、滑輪、索具等被認(rèn)為是懸掛載荷的一部分，但在讀取此讀數(shù)時(shí)，這些部件可能由起重機(jī)支撐。為獲取

空載載荷，吊鉤位于“初始”位置——懸掛在起重機(jī)上，且未起吊試驗(yàn)載荷。將載荷放回地面后，必須重復(fù)

該位置（見(jiàn)9.4.4）。

3.7

空載應(yīng)力deadloadstress

S1

按照第10章的定義，通過(guò)3.6和3.5中獲取的各應(yīng)變計(jì)讀數(shù)之差（N2-N1）計(jì)算得出的應(yīng)力。

3.8

負(fù)載應(yīng)力狀態(tài)workingloadstresscondition

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)并在指定位置完全裝配的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，支撐規(guī)定的額定載荷。

注：該狀態(tài)下，獲得應(yīng)變計(jì)的第三個(gè)讀數(shù)，N3。

3.9

負(fù)載應(yīng)力workingloadstress

S2

按照第10章的定義，通過(guò)3.8和3.5中獲取的各應(yīng)變計(jì)讀數(shù)之差（N3-N1）計(jì)算得出的應(yīng)力。

3.10

合成應(yīng)力resultantstress

Sr

由空載應(yīng)力（S1）或負(fù)載應(yīng)力（S2）導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力，取絕對(duì)值較大者。

3.11

壓桿平均應(yīng)力columnaveragestress

Sra

壓桿中的直接壓縮應(yīng)力或由截面上幾個(gè)應(yīng)變計(jì)計(jì)算得到的平均應(yīng)力（見(jiàn)附錄B）。

3.12

壓桿最大應(yīng)力columnmaximumstress

Srm

根據(jù)截面上的幾個(gè)應(yīng)變計(jì)確定的由屈曲平面計(jì)算得出的壓桿中最大壓縮應(yīng)力（見(jiàn)附錄B）。

3.13

加載loadings

在規(guī)定條件下施加指定大小的重量和/或力。

3.14

2

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載荷幅度loadradius

起重機(jī)在水平地面上安裝時(shí)，起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸到起升線或滑輪組垂直軸線之間的水平距離。

4符號(hào)和縮略語(yǔ)

下列符號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本文件。

E彈性模量

K壓桿有效長(zhǎng)度系數(shù)

L壓桿無(wú)支撐長(zhǎng)度

Lb主臂長(zhǎng)度

Lj副臂長(zhǎng)度

L1副臂沿x軸任意投影長(zhǎng)度

L2副臂支架沿y軸的投影長(zhǎng)度

n強(qiáng)度安全系數(shù)

n1Ⅰ類(lèi)區(qū)域強(qiáng)度安全系數(shù)，屈服強(qiáng)度與合成應(yīng)力或當(dāng)量應(yīng)力之比

n2Ⅱ類(lèi)區(qū)域強(qiáng)度安全系數(shù)，屈服強(qiáng)度與合成應(yīng)力或當(dāng)量應(yīng)力之比

n3Ⅲ類(lèi)區(qū)域強(qiáng)度安全系數(shù)，由相互作用關(guān)系導(dǎo)出

N1初始參考試驗(yàn)工況下的應(yīng)變讀數(shù)

N2空載應(yīng)力工況下的應(yīng)變讀數(shù)

N3負(fù)載應(yīng)力工況下的應(yīng)變讀數(shù)

r回轉(zhuǎn)半徑

RL制造商規(guī)定的額定載荷

“R”垂直于主臂根部銷(xiāo)中心線(CL)的平面（圖1）

RR制造商規(guī)定的額定幅度

S應(yīng)力

S1空載應(yīng)力

S2負(fù)載應(yīng)力

Sra在一個(gè)橫截面上的幾個(gè)應(yīng)變計(jì)計(jì)算得出的壓桿平均應(yīng)力

Scr軸向加載壓桿的臨界屈曲應(yīng)力

SL側(cè)載，即0.02×RL

%SL側(cè)載百分比，表示為額定載荷百分比或%RL（=額定載荷百分比）

SLL左側(cè)側(cè)載

SLR右側(cè)側(cè)載

Srm壓桿中最大壓縮應(yīng)力

Sp比例極限應(yīng)力

Sr合成應(yīng)力

SRC最大壓縮殘余應(yīng)力

Sy屈服點(diǎn)應(yīng)力

S’當(dāng)量單向應(yīng)力

t從載荷中心到各箱形臂節(jié)前墊塊反作用力中心的水平距離

σ0拉伸屈服應(yīng)力

σx最大主應(yīng)力

σy最小主應(yīng)力

3

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Z’桁架臂臂端斜率（平面外）

Zb相對(duì)于平面R的桁架臂臂端撓度

Zj相對(duì)于平面R的副臂臂端撓度

Z1主臂末端l1處的臂架撓度

Z2副臂支架端部撓度

α缺陷系數(shù)

β與臂架中心線(CL)之間的副臂安裝角

ε應(yīng)變

εa應(yīng)變花軸“a”處記錄的應(yīng)變

εb應(yīng)變花軸“b”處記錄的應(yīng)變

εc應(yīng)變花軸“c”處記錄的應(yīng)變

εd應(yīng)變花軸“d”處記錄的應(yīng)變

εx最大主應(yīng)變

εy最小主應(yīng)變

μ應(yīng)變單位，106

θ副臂臂頭繞x軸旋轉(zhuǎn)角度（弧度）

πPi=3.1416

τ0剪切屈服應(yīng)力

ν泊松比

X相對(duì)屈曲應(yīng)力（=ScrSy）

—初始相對(duì)長(zhǎng)細(xì)比

λ0

—

λ相對(duì)長(zhǎng)細(xì)比（=λ/λc）

λ長(zhǎng)細(xì)比（=KL/r）

λc參考長(zhǎng)細(xì)比（E/S）

y

Sci歐拉屈曲應(yīng)力

Sck耶格屈曲應(yīng)力（Jager）

Sk許用屈曲應(yīng)力

5限制

5.1本方法適用于不同于動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)的承載結(jié)構(gòu)，僅限于靜載工況下的應(yīng)力測(cè)量和超載工況下的總

體觀察。

5.2需要由具備結(jié)構(gòu)分析和應(yīng)變測(cè)量?jī)x器使用能力的人員來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

6加載方法

6.1懸掛載荷

指定的載荷懸掛在指定的幅度上，并在地面上方一小段距離處保持靜止。吊鉤、滑輪、索具等的重

量應(yīng)包括在規(guī)定的懸掛載荷內(nèi)。

4

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6.2側(cè)載（SL）

當(dāng)試驗(yàn)要求側(cè)向加載時(shí)，移動(dòng)懸掛載荷的力宜為水平方向，并垂直于包含上車(chē)結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)軸和未偏轉(zhuǎn)

臂架中心線的平面。側(cè)載應(yīng)施加在各個(gè)方向上。通過(guò)施加側(cè)載來(lái)模擬與起重機(jī)操作相關(guān)的各種影響，包

括可能會(huì)遇到的9?m/s的風(fēng)載荷。

6.2.1桁架臂附件

對(duì)于桁架臂附件，在表C2中列出的工況下施加的側(cè)載如下：側(cè)載應(yīng)按每個(gè)方向額定載荷的2%（0.02

RL）施加。

6.2.2立柱附件

對(duì)于立柱附件，在表C1中列出的工況下，在載荷連接點(diǎn)的每個(gè)方向上施加的側(cè)載百分比應(yīng)至少為

該方向上額定載荷的2%（0.02RL）。

6.2.3伸縮臂附件

對(duì)于伸縮臂附件，在表C3中列出的工況下施加的側(cè)載如下：側(cè)載應(yīng)按每個(gè)方向額定載荷的3%(0.03

RL)施加，且臂架位于起重機(jī)后端上方。

6.3撓度標(biāo)準(zhǔn)

桁架式壓桿（即桁架臂和副臂的組合）或伸縮臂附件的可用性有時(shí)受整個(gè)臂架結(jié)構(gòu)以及單個(gè)構(gòu)件的

彈性穩(wěn)定性的影響。平面外彈性不穩(wěn)定的初始表現(xiàn)為主臂和/或副臂端部撓度（側(cè)向）過(guò)大，因?yàn)閼覓?/p>

額定載荷時(shí)附件是側(cè)面加載的。因此規(guī)定了下列側(cè)向撓度限制。

6.3.1桁架臂附件

表C2的額定載荷和側(cè)載的側(cè)向撓度執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如下。首先，主副臂組合的撓度應(yīng)小于或等于總組合

長(zhǎng)度的2%。此外，每個(gè)獨(dú)立主臂或副臂構(gòu)件的撓度應(yīng)小于或等于該構(gòu)件長(zhǎng)度的2%。為了滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)，

應(yīng)注意單個(gè)構(gòu)件的撓度不包括與之相連的構(gòu)件的撓度、轉(zhuǎn)角或斜率。

對(duì)于安裝在主臂上的單個(gè)副臂，其關(guān)系如下（圖1）：

Zj0.02LjZbZLjcosβθLjsinβ(1)

測(cè)量數(shù)值如下：

Zj——副臂端部撓度

Zb——桁架臂端部撓度

Z1——主臂端部下距離L1處桁架臂撓度

Z2——副臂支架端部撓度

計(jì)算數(shù)值如下：

斜率：

ZZbZ1/L1(2)

轉(zhuǎn)角：

θZb-Z2L2(3)

如果不測(cè)量斜率(Z’)和轉(zhuǎn)角(θ)，則可刪除公式(1)中的后兩項(xiàng)。

5

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Zj

0.02×RLZ2

Zb

L1θ

副臂中心線

L2Zb

Z1

Zj

斜率Z'

β

額定載荷

（RL）

主臂中心線

+X

臂架根部中心線

+Z

+Y

+X

圖1撓度測(cè)量相關(guān)術(shù)語(yǔ)——帶有副臂的桁架主臂

6.3.2伸縮臂附件

對(duì)于起重機(jī)伸縮臂附件結(jié)構(gòu)，未建立端部撓度限制。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)測(cè)量并記錄立柱附件、柱式

臂（塔式臂）和副臂的撓度。

6.3.3立柱附件

對(duì)于起重機(jī)立柱附件結(jié)構(gòu)，未建立端部撓度限制。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)測(cè)量并記錄伸縮臂附件和副臂

的撓度。

7設(shè)備、儀器及材料

7.1為無(wú)障礙地完成所需試驗(yàn)提供足夠大的混凝土或其他堅(jiān)固的支承面。在履帶上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，起重

機(jī)水平度應(yīng)位于0.25%坡度范圍內(nèi)。

6

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7.2測(cè)量副臂根部軸線水平度的裝置，精度為0.1%（見(jiàn)GB/T21457）。

7.3確定載荷幅度的裝置，精度為±1%，不超過(guò)150?mm。

7.4引起懸掛載荷橫向位移的裝置和測(cè)量此位移力大小的裝置，所測(cè)力的精度為±3%。

7.5溫度補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)、膠合劑、防水劑和其他必要的儀器安裝設(shè)備。

7.6應(yīng)變記錄系統(tǒng)。使用市售的、高質(zhì)量、可靠性強(qiáng)的儀器來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。記錄系統(tǒng)的精度應(yīng)確定為

500?μm/m～3?000?μm/m應(yīng)變范圍內(nèi)讀數(shù)的±2%（以適當(dāng)?shù)脑隽看_定）。校準(zhǔn)可通過(guò)電氣分流器或預(yù)先

校準(zhǔn)的應(yīng)變條來(lái)完成。

7.7試驗(yàn)砝碼和已知重量的提升裝置，精度在±1%范圍內(nèi)。

7.8測(cè)量主臂和副臂側(cè)向撓度的裝置，精度在50?mm范圍內(nèi)。

8試驗(yàn)前準(zhǔn)備

8.1應(yīng)對(duì)每一結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的分析，以確定高應(yīng)力區(qū)。應(yīng)變計(jì)的位置和方向應(yīng)根據(jù)分析，必要時(shí)使用

使用其他的試驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定。

8.2應(yīng)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行詳細(xì)檢查，以確保承載部件的所有機(jī)械調(diào)整和狀態(tài)符合制造商的建議。檢查起重

機(jī)的安裝是否符合試驗(yàn)規(guī)范。

8.3對(duì)于之前從未使用過(guò)的起重機(jī)，宜在每個(gè)預(yù)期的試驗(yàn)加載處或附近進(jìn)行磨合，以機(jī)械地消除在制

造過(guò)程中可能產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并最大限度地減少試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)“應(yīng)變計(jì)零點(diǎn)漂移”的可能性。

8.4磨合結(jié)束后，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行全面檢查，通過(guò)油漆裂縫、氧化層脫落或其他變形跡象來(lái)確定高應(yīng)力

區(qū)域。

8.5在預(yù)先分析確定的點(diǎn)（見(jiàn)8.1）和根據(jù)8.4進(jìn)行的檢查而選擇的任何區(qū)域內(nèi)貼上應(yīng)變片。只有雇傭

使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的材料和實(shí)踐的合格人員才能確保所有應(yīng)變計(jì)類(lèi)型正確、方向正確并且貼片牢固，以便正

確地測(cè)量應(yīng)變。

8.6通過(guò)參考材料認(rèn)證（如有）、適用標(biāo)準(zhǔn)或附錄B確定每個(gè)應(yīng)變片位置處材料的最小屈服強(qiáng)度和彈

性模量。適用時(shí)，確定臨界屈曲應(yīng)力（見(jiàn)附錄B）。

9試驗(yàn)程序和記錄

9.1最終試驗(yàn)準(zhǔn)備

9.1.1將起重機(jī)置于試驗(yàn)場(chǎng)地上，鎖定行駛制動(dòng)和插銷(xiāo)。在空載狀態(tài)下，通過(guò)使用墊片或垂直支腿將

起重機(jī)調(diào)平到0.25%的坡度內(nèi)。對(duì)起重機(jī)施加負(fù)載后，不應(yīng)重新調(diào)平。

注：若在支腿上進(jìn)行試驗(yàn)，則將起重機(jī)支起至所有輪胎或履帶都不承重的位置，除非制造商提供的額定載荷圖表中

有其他要求。

9.1.2連接應(yīng)變檢測(cè)系統(tǒng)，調(diào)試儀器儀表，清除一切故障。

9.2零應(yīng)力狀態(tài)

如果將裝配好的起重機(jī)用作初始參考試驗(yàn)工況，則獲取這些讀數(shù)。如果將未裝配的部件用作初始參

考試驗(yàn)工況，獲取這些讀數(shù)。

重新裝配起重機(jī)并進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。

9.3空載應(yīng)力狀態(tài)

9.3.1將上車(chē)結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)至相對(duì)于底盤(pán)的規(guī)定位置。鎖上回轉(zhuǎn)制動(dòng)器或插銷(xiāo)。

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9.3.2設(shè)置附件角度和長(zhǎng)度以達(dá)到規(guī)定的幅度。

9.3.3讀取空載應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)變計(jì)上的所有讀數(shù)（見(jiàn)3.6）。計(jì)算每個(gè)應(yīng)變計(jì)上的空載應(yīng)力（S1）(見(jiàn)

3.7)，并記錄在試驗(yàn)數(shù)據(jù)表上（見(jiàn)附錄D）。

注：每次改變位置、狀態(tài)或配置以適應(yīng)規(guī)定的試驗(yàn)和操作時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的空載應(yīng)力狀態(tài)。因此，每個(gè)新?tīng)顟B(tài)

都應(yīng)重復(fù)步驟9.3.1至9.3.3。

9.4負(fù)載應(yīng)力

9.4.1準(zhǔn)備試驗(yàn)載荷，該載荷與吊鉤、滑輪、索具等重量之和應(yīng)在規(guī)定載荷的±1%范圍內(nèi)。

9.4.2按照規(guī)范要求，懸掛試驗(yàn)載荷（見(jiàn)6.1）并施加側(cè)載（見(jiàn)6.2）。

9.4.3讀取負(fù)載應(yīng)力工況所需應(yīng)變計(jì)上的讀數(shù)。計(jì)算每個(gè)所需應(yīng)變計(jì)上的負(fù)載應(yīng)力（S2），并記錄試

驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)量并記錄由懸掛載荷和側(cè)載引起的端部撓度。

9.4.4釋放側(cè)載并下降懸掛載荷，使起重機(jī)恢復(fù)到空載狀態(tài)。將應(yīng)變計(jì)上的讀數(shù)與9.3中獲取的讀數(shù)

進(jìn)行比較。如果任何應(yīng)變計(jì)的偏差超過(guò)±?0.03Sy/E，查明原因并糾正，然后重復(fù)所有步驟直到獲得一致

的讀數(shù)。

注：由于溫度的變化以及作用在較長(zhǎng)主臂和副臂上的風(fēng)載荷會(huì)影響應(yīng)變計(jì)讀數(shù)，試驗(yàn)宜在盡可能有利的大氣環(huán)境下

進(jìn)行。將起重機(jī)放置在風(fēng)載荷不會(huì)減少由側(cè)載引起的應(yīng)力的位置。

根據(jù)3.10計(jì)算并記錄空載和負(fù)載組合的合成應(yīng)力（Sr）。

全面檢查起重機(jī)是否有任何跡象表明在試驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生塑性變形或其他損壞。

9.5超載試驗(yàn)工況

9.5.1重復(fù)9.1.1中的步驟（如適用）。

9.5.2將起重機(jī)（上車(chē)結(jié)構(gòu)、臂架）置于規(guī)定的試驗(yàn)位置。

9.5.3設(shè)置附件角度和長(zhǎng)度以達(dá)到規(guī)定的幅度，并記錄Ⅳ類(lèi)區(qū)域應(yīng)變計(jì)上的空載讀數(shù)。

9.5.4準(zhǔn)備試驗(yàn)載荷（見(jiàn)9.4.1）。

9.5.5懸掛規(guī)定的試驗(yàn)載荷并調(diào)整臂架角度（如需要）以獲得額定載荷幅度。

9.5.6觀察結(jié)構(gòu)的性能，并注意任何可能失效的跡象。

9.5.7放下懸掛載荷，將起重機(jī)恢復(fù)到空載應(yīng)力狀態(tài)。記錄Ⅳ類(lèi)區(qū)域應(yīng)變計(jì)上的空載讀數(shù)。

所有適用的超載試驗(yàn)完成后，適當(dāng)時(shí)宜使用直尺或其他參考對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，以確定是

否出現(xiàn)屈曲、永久性變形、單元偏離等跡象。氧化層脫落或油漆龜裂也表明應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)。將臂架結(jié)

構(gòu)拆卸至必要的狀態(tài)，以確保能檢查所有臂架單元、伸縮油缸或單元、起升機(jī)構(gòu)、懸掛系統(tǒng)和其他承載

單元。

記錄試驗(yàn)設(shè)備、所試驗(yàn)起重機(jī)、試驗(yàn)結(jié)果和觀察結(jié)果的所有相關(guān)數(shù)據(jù)。建議的表格形式見(jiàn)附錄D。

10應(yīng)力評(píng)估

就本試驗(yàn)方法而言，應(yīng)力通過(guò)單向應(yīng)力方程與測(cè)量應(yīng)變聯(lián)系起來(lái)（見(jiàn)公式4）：

SE（在比例范圍內(nèi)）(4)

注：對(duì)于二向應(yīng)力下起重機(jī)結(jié)構(gòu)的某些區(qū)域來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的單向應(yīng)力公式可能不夠準(zhǔn)確，在這種情況下宜進(jìn)行特殊考

慮（見(jiàn)附錄A）。

根據(jù)相應(yīng)的適用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估起重機(jī)結(jié)構(gòu)不同部位應(yīng)力的可接受性。這些應(yīng)力區(qū)域可以分為以下幾類(lèi)

（最小強(qiáng)度安全系數(shù)見(jiàn)表1或10.1~10.4）。

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表1最小強(qiáng)度安全系數(shù)

Ⅲ類(lèi)（壓桿屈曲區(qū)）a

Ⅰ類(lèi)（均勻應(yīng)Ⅱ類(lèi)（應(yīng)力集Ⅳ類(lèi)（板的局

曲線曲線

力區(qū)）中區(qū)）其他部屈曲區(qū)）

A、B、C、Da、b、c

空載時(shí)應(yīng)變計(jì)

bc

X（安裝載荷）n1?≥?1.3n2?≥?1.0n3?≥?1.4n3?≥?1.2n3?≥?1.3和2.2應(yīng)回到

±0.03Sy/E。

空載時(shí)應(yīng)變計(jì)

ab

Y（額定載荷）n1?≥?1.5n2?≥?1.1n3?≥?1.6n3?≥?1.3n3?≥?1.5和2.5應(yīng)回到

±0.03Sy/E。

空載時(shí)應(yīng)變計(jì)

Z（超載）僅觀察僅觀察僅觀察僅觀察僅觀察應(yīng)回到

±0.03Sy/E。

a見(jiàn)附錄B。

b

臨界屈曲應(yīng)力Scr由耶格方程計(jì)算。

c

臨界屈曲應(yīng)力Scr由歐拉方程計(jì)算。

10.1Ⅰ類(lèi)——均勻應(yīng)力區(qū)

應(yīng)力幾乎均勻分布的大面積區(qū)域，該區(qū)應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)時(shí)，會(huì)引起結(jié)構(gòu)件的永久變形。

強(qiáng)度安全系數(shù)：

——n1?=?Sy/Sr或Sy/S（S見(jiàn)附錄A）；

——對(duì)于額定載荷，n1?≥?1.50；

’’

——對(duì)于安裝載荷，n1?≥?1.30。

10.2Ⅱ類(lèi)——應(yīng)力集中區(qū)

被大面積低應(yīng)力區(qū)域所包圍的小面積高應(yīng)力區(qū)域，該區(qū)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)不會(huì)引起結(jié)構(gòu)

件整體的永久變形。例如銳角、孔眼或焊縫等斷面劇變處。強(qiáng)度安全系數(shù)：

——n2?=Sy/Sr或Sy/S（S見(jiàn)附錄A）；

——對(duì)于額定載荷，n2?≥?1.10；

’’

——對(duì)于安裝載荷，n2?≥?1.00。

10.3Ⅲ類(lèi)——壓桿屈曲區(qū)

在某些平均應(yīng)力值小于屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)時(shí)可能發(fā)生破壞的區(qū)域。例如無(wú)任何支撐的單個(gè)受壓件，

包括但不限于立柱、支架、副臂弦桿或桁架臂桿等當(dāng)作壓桿考慮的單元。

強(qiáng)度安全系數(shù)（見(jiàn)附錄B）。

如果從表1中選擇曲線A、B、C或D：

——對(duì)于額定載荷，n3?≥?1.60；

——對(duì)于安裝載荷，n3?≥?1.40。

對(duì)于桁架結(jié)構(gòu)，該標(biāo)準(zhǔn)適用于束緊點(diǎn)之間的腹桿或弦桿。

不適用于評(píng)估整個(gè)桁架受壓件。

9

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10.4Ⅳ類(lèi)——板的局部屈曲區(qū)

板受到平面內(nèi)的直接壓縮、彎曲和/或剪切時(shí)，可能在整體變得不穩(wěn)定之前發(fā)生局部屈曲。局部屈

曲與起皺（初始屈曲）有關(guān)，其允許構(gòu)件將載荷重新分配到較硬的邊緣。

隨著載荷進(jìn)一步增大，Ⅳ類(lèi)區(qū)域的應(yīng)力（見(jiàn)圖2）不一定與載荷成比例增加；但是，相當(dāng)大的后屈

曲強(qiáng)度可能仍然存在。要求對(duì)所有的試驗(yàn)工況（包括超載工況），Ⅳ類(lèi)區(qū)域的應(yīng)變計(jì)讀數(shù)都應(yīng)能回到

空載時(shí)的讀數(shù)。

Ⅳ類(lèi)區(qū)域（典型的4種面）

伸縮臂

支腿箱和水平支腿

圖2板的局部屈曲區(qū)

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AA

附錄A

（規(guī)范性）

材料強(qiáng)度

A.1二向應(yīng)力場(chǎng)

在二向應(yīng)力場(chǎng)中，如果將S?=?E·ε（見(jiàn)第10章）給出的單向應(yīng)力與拉伸屈服點(diǎn)進(jìn)行比較來(lái)確定強(qiáng)度安

全系數(shù)，則可能會(huì)存在一些誤差。當(dāng)考慮適用于被測(cè)材料的破壞理論時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

A.2脆性材料

使用S?=?Eεx（當(dāng)在最大主應(yīng)變方向測(cè)量εx時(shí)）假設(shè)最大應(yīng)變破壞理論適用。這是普遍認(rèn)可的脆性材

料破壞理論，并且給出的結(jié)果對(duì)這類(lèi)材料是有效的。

A.3塑性材料

畸變能破壞理論通常被認(rèn)為是塑性材料受二向應(yīng)力影響的性能標(biāo)準(zhǔn)。該理論假設(shè)二向應(yīng)力作用下的

畸變能等于純拉伸屈服應(yīng)力作用下的畸變能時(shí)，發(fā)生屈服破壞。確定產(chǎn)生與實(shí)際二向應(yīng)力畸變能相同的

當(dāng)量單向應(yīng)力(S’)，與屈服點(diǎn)(Sy)進(jìn)行比較，以確定抗破壞的強(qiáng)度安全系數(shù)。當(dāng)量單向應(yīng)力如公式A.1

所示：

22

Sxxyy....................................................................(A.1)

主應(yīng)力通過(guò)公式（A.2）和公式（A.3）由應(yīng)變計(jì)讀數(shù)求得：

2

xExy/1..................................................................(A.2)

2

yExy/1..................................................................(A.3)

主應(yīng)變是通過(guò)解讀莫爾圓上的應(yīng)變花讀數(shù)或其他方法獲得。當(dāng)量應(yīng)力S’也可通過(guò)公式（A.4）由主

應(yīng)變計(jì)算求得：

22

E1xyxyyx

S................................................(A.4)

12

當(dāng)使用3~4個(gè)應(yīng)變花時(shí)（圖A.1），根據(jù)各應(yīng)變片讀數(shù)可直接使用下列方程計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。

直角應(yīng)變花（圖A.1）：

11

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εc

εb

εb

εcεbεc

εa

εa

εa

εd

直角/三軸45°三角形/三軸60°T-三角形/四軸60°/90°

圖A.1直角、三角形和T-三角形應(yīng)變花

A.4塑性材料近似法

在大多數(shù)塑性材料的二向應(yīng)力場(chǎng)中，假設(shè)當(dāng)量單向應(yīng)力S'?=?Eεx的精度在10%以?xún)?nèi)。影響精度的主要

因素有：

a)最小主應(yīng)力與最大主應(yīng)力之比，σy/σx；

b)剪切屈服與拉伸屈服之比，τ0/σ0。

——σ0?=?拉伸屈服應(yīng)力

——σx?=?最大主應(yīng)力

——σy?=?最小主應(yīng)力

圖A.2顯示了泊松比ν?=?0.285時(shí)，這兩個(gè)比值的精度方差大小。圖中顯示，當(dāng)狀態(tài)接近二向拉伸或

壓縮時(shí)，誤差可達(dá)25%～30%，當(dāng)狀態(tài)接近純剪切時(shí)，誤差可達(dá)0%～30%，這取決于τ0/σ0的比值。

圖A.2中的實(shí)曲線基于與S?=?E?εx相比的畸變能破壞理論。雖然大多數(shù)情況下畸變能理論是正確的，

但僅當(dāng)τ0/σ0?=?0.577時(shí)，才用扭轉(zhuǎn)屈服試驗(yàn)（純剪切）來(lái)驗(yàn)證。材料τ0/σ0不等于0.577時(shí)，虛曲線（不對(duì)

應(yīng)任何破壞理論，僅對(duì)應(yīng)拉伸和扭轉(zhuǎn)屈服試驗(yàn)）給出了可能存在的誤差。如果用應(yīng)變計(jì)和S?=?E?εx替換

應(yīng)變花和更為復(fù)雜的計(jì)算方程，則應(yīng)用其他方法來(lái)確定主應(yīng)變方向，例如油漆裂縫或（更好是）脆性涂

料。1.1

εy

1.0σxσy

τ0/σ0εx

x

ε0.9

S0.700

'

S

-

E0.635

0.8

實(shí)

表

際0.577

觀

應(yīng)0.7

應(yīng)

力0.520

力剪切破壞拉伸或壓縮破壞

純拉伸純拉伸

0.6

-1.0-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81.0

主應(yīng)力比σy/σx

-1.0-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81.0

主應(yīng)變比εy/εx

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圖A.2表觀應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力之比對(duì)二向應(yīng)力比

表A.1列出了用實(shí)測(cè)應(yīng)變來(lái)計(jì)算應(yīng)力的推薦值。

表A.1材料的彈性特性

彈性模量（E）剛性模量（G；剪切）a

泊松比

（楊氏模量：103?Mpa）（103?Mpa）

鋼材

碳素及合金結(jié)構(gòu)鋼206.779.20.285

鑄鋼206.777.20.265

不銹鋼137.8/192.90.305

鋁，結(jié)構(gòu)72.327.60.333

鎂，結(jié)構(gòu)44.8

鈦，結(jié)構(gòu)89.6/110.2

a彈性模量通常被引用為一個(gè)范圍；列出的數(shù)字是保守范圍內(nèi)的最高值。一些材料的彈性模量隨化

學(xué)性質(zhì)、熱處理或應(yīng)力水平的不同而變化很大。在這種情況下，列出范圍，并在每種情況下針對(duì)

特定條件選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。

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BB

附錄B

（規(guī)范性）

壓桿屈曲應(yīng)力

B.1通則

在推導(dǎo)實(shí)際設(shè)計(jì)中使用的屈曲曲線或數(shù)值表時(shí)，應(yīng)意識(shí)到所考慮構(gòu)件中存在的一些不可避免的缺

陷，例如材料的不均勻性、與假定幾何形狀的偏差（初始彎曲）、由于車(chē)間和裝配工作中不可避免的缺

陷而意外產(chǎn)生的軸向載荷偏心度。這些缺陷的每一種變化范圍都很大，并在每種情況下都以特定的方式

與其他缺陷結(jié)合在一起。為了彌補(bǔ)實(shí)際遇到的所有不確定性，宜使用適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)或負(fù)載系數(shù)。

結(jié)構(gòu)中的每個(gè)受壓構(gòu)件都代表一種單獨(dú)的情況，應(yīng)按照其特定的加載和端部約束條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

B.2與殘余應(yīng)力相關(guān)的臨界屈曲曲線

各類(lèi)壓桿屈曲曲線如圖B.2所示。曲線A、B、C和D與殘余應(yīng)力有關(guān)，并與許用應(yīng)力法一起使用。

從圖B.2中得到的臨界屈曲強(qiáng)度應(yīng)使用一個(gè)安全系數(shù)。表B.1列出了四種材料類(lèi)型（A、B、C和D）中每

一種的屈服強(qiáng)度Sy、比例極限Sp和殘余應(yīng)力SRC。

這些曲線的形狀可由三個(gè)參數(shù)來(lái)確定：彈性模量E、比例極限Sp和材料屈服強(qiáng)度Sy。軸向加載構(gòu)件

可能發(fā)生彈性或非彈性屈曲，取決于應(yīng)力水平。當(dāng)應(yīng)力水平低于比例極限Sp時(shí)，軸向加載構(gòu)件發(fā)生彈性

屈曲。當(dāng)應(yīng)力水平高于比例極限Sp時(shí)，軸向加載構(gòu)件發(fā)生非彈性屈曲。對(duì)于非彈性屈曲，相對(duì)屈曲應(yīng)力

（屈曲應(yīng)力與屈服強(qiáng)度之比）是殘余應(yīng)力與屈服強(qiáng)度之比的函數(shù)，如公式（B.5）所示。

殘余應(yīng)力直接包含在屈曲公式中。該公式中不包含不平直度等不確定因素。屈曲曲線實(shí)際上適用于

“特別平直的材料”。因此，應(yīng)將強(qiáng)度安全系數(shù)1.6（見(jiàn)表1）用于臨界屈曲曲線。該強(qiáng)度安全系數(shù)克服

了這些影響構(gòu)件屈曲強(qiáng)度的不確定因素。

壓桿彈性屈曲的適用公式（Scr?≤?Sp）：

2E

Scr...........................................................................(B.1)

KL/r2

或

1

X................................................................................(B.2)

2

壓桿非彈性屈曲的適用公式（Scr?≥?Sp）：

SpSySp2

ScrSyKL/r.............................................................(B.3)

2E

SpSySRC...........................................................................(B.4)

或

SS

RCRC2..................................................................()

X11B.5

SySy

如表B.1所示，假設(shè)SRC?=?103?Mpa來(lái)代替下列鋼材的特定殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)：

a)軋制條件下的熱加工型材；

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GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

b)經(jīng)過(guò)應(yīng)力消除熱處理的調(diào)質(zhì)型材；

c)經(jīng)過(guò)應(yīng)力消除熱處理的冷拔型材；

d)經(jīng)過(guò)應(yīng)力消除熱處理的裝配焊接型材。

其他材料，假設(shè)SRC?=?0.5?×?Sy來(lái)代替特定的殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)。

表B.1殘余應(yīng)力假設(shè)

SySp

殘余應(yīng)力假設(shè)曲線a屈服應(yīng)力比例極限

（Mpa）（Mpa）

SRC=103?MpaA690586

（低殘余應(yīng)力）B483379

C345241

D248145

SRC=0.5?SyD690345

（高殘余應(yīng)力）D483241

D345172

D248124

a臨界屈曲曲線見(jiàn)圖B.2?？墒褂昧斜硗獾钠渌摬模灰茏C明其適用于預(yù)期的應(yīng)用。

下列值可用作末端約束系數(shù)K。

a)對(duì)于弦桿，K?=?1.00。

b)對(duì)于整個(gè)截面與管狀弦桿連接的腹桿，K?=?0.75。

c)對(duì)于整個(gè)截面與角形或T形弦桿連接的腹桿，K?=?0.90。

d)對(duì)于變截面處與弦桿連接的腹桿，K?=?1.00。

受壓構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)變計(jì)宜位于中跨或預(yù)計(jì)的屈曲點(diǎn)處。當(dāng)應(yīng)變計(jì)放在最大屈曲應(yīng)力的邏輯點(diǎn)

時(shí)，觀測(cè)到的最大讀數(shù)可用于Srm代替應(yīng)力平面的計(jì)算。當(dāng)應(yīng)變計(jì)位置相對(duì)于質(zhì)心不對(duì)稱(chēng)時(shí)，試驗(yàn)值的

平均值不能用于Sra。在這種情況下，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)值進(jìn)行加權(quán)，以使Sra代表質(zhì)心處的應(yīng)力平面值。圖B.1展

示了對(duì)等邊角截面試驗(yàn)值加權(quán)的方法。相對(duì)于質(zhì)心不對(duì)稱(chēng)的受壓構(gòu)件（例如結(jié)構(gòu)角）在不同平面中具有

不同的回轉(zhuǎn)半徑值（r）。為了評(píng)估從該區(qū)域應(yīng)變計(jì)中獲得的數(shù)據(jù)，Scr的確定應(yīng)基于所選區(qū)域中出現(xiàn)的

KL/r的最大值。對(duì)于桁架弦桿，無(wú)論腹桿是交錯(cuò)放置還是同軸放置，應(yīng)使用KL/r的最大值。

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GB/T25851.2—XXXX/ISO11662-2:2014

將應(yīng)變儀A、B和C盡可能的放在角落處

C

W

質(zhì)心

B

A

X

W

xW2xx

SraSaSbSc

WWW

圖B.1平均應(yīng)力加權(quán)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

B.3與缺陷系數(shù)相關(guān)的臨界屈曲曲線

臨界屈曲應(yīng)力可通過(guò)圖B.2所示的屈曲曲線a、b和c獲得。這三條屈曲曲線是對(duì)各種橫截面的壓桿進(jìn)

行試驗(yàn)的試驗(yàn)程序結(jié)果。

對(duì)于不同橫截面的構(gòu)件，宜從表B.2中選擇合適的屈曲曲線。對(duì)于表B.2中沒(méi)有涉及的橫截面，可使

用曲線C。

公式（B.6）和（B.7）可用于代替曲線a、b和c，并具有令人滿(mǎn)意的精度。

1

....................................................................()

X0.5B.6