隨著我國經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，游樂園也成為人們常去的游玩地方。觀覽車屬于大型游樂設施之一，在游樂園中占有重要地位。近些年，游樂設施時常發(fā)生事故，造成重大經濟損失，甚至人身傷亡，所以有必要建立完善的檢測機制，確保設施能夠安全運行。

本文主要是介紹了大型游樂設施動態(tài)應力應變測試的過程，以某88米觀覽車為例，為類似結構的測試提供一定的經驗。

應力應變測試過程

觀覽車直徑為88米，為桁架鋼索混合型結構，外環(huán)由6個主桁架支撐，鋼絲繩位于內環(huán)和主軸之間，預緊力為30KN。本次測試選擇了34號吊艙所在位置，采用應變電測法完成了滿載和空載條件下關鍵部位動態(tài)應變測試試驗。由于鋼絲繩的應力測試比較困難，因此采用了引伸計測試其變形長度，然后換算為應變和應力。在本文中，均假定鋼絲繩受力與變形為線性關系。

測試儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動態(tài)應變測試儀，采樣頻率高達10KHZ，可完整記錄觀覽車在運轉過程中各測點應變的變化情況。動態(tài)應變儀全軟件操作，實時顯示和保存數據。該儀器體積小巧，便于攜帶，比較適合于現場測試。

整個測試共布置7個應變測點和2個鋼絲繩測點，主要是為考察幾個關鍵部件的強度，根據各構件受力分析，基本確定為單向應力狀態(tài)，7個測點分別位于內環(huán)、外環(huán)及內外環(huán)支撐斜桿。

應力應變測試結果

首先對觀覽車進行了滿載條件下的動態(tài)應變測試，在每個吊艙中加裝沙袋，待沙袋加裝完畢即開始測試，連續(xù)運行4圈記錄應變值。并根據測試數據計算各測點應力值。

每個吊艙中的沙袋卸裝完畢后，即開始空載條件下工作應力的動態(tài)應變測試，同樣連續(xù)運行4圈記錄應變值，并計算各測點應變值。

為了了解觀覽車在運行一周內各個角度下各測點的應力應變變化情況，將時間數據按轉速轉換為角度數據，如圖1和2分別為兩根鋼絲繩在滿載和空載時0-360度之間的各角度所對應的應力。根據這些數據，很容易看出其隨著角度的不同，應力變化幅度非常大。

測試結果分析

斜桿、內外環(huán)工作應力以及鋼絲繩的變化在觀覽車運轉過程中呈現良好的周期性，表明該觀覽車總體運行狀況良好。

內環(huán)應力在滿載和空載時變化不大，在180度位置達到最大值，整個過程應力幅值約為50MPa，且內環(huán)內外表面應力接近，表明內環(huán)受軸向載荷作用，基本沒有彎曲變形。外環(huán)應力在滿載和空載時變化同樣不大，但其在90度和270度分別達到最小和最大值，整個周期內應力幅值約為35MPa。

對比圖1和圖2可以看出，滿載時，鋼絲繩的變形在180度和270度兩個位置發(fā)生抖動。一側的鋼絲繩在滿載時，最大應力幅值達到400MPa以上，空載時也達到了300MPa。而對角的鋼絲繩變形明顯偏小，只有東南側的1/3到1/2，說明鋼絲繩受力不是很均勻。

結論

通過以上的測試結果，可以得出以下的結論；

1. 整個系統(tǒng)在運行過程呈現良好的周期性，說明系統(tǒng)總體運行狀況良好。

2. 滿載條件下，構件整體工作應力水平不高。空載條件下，所測各構件的工作應力比滿載時略低。表明系統(tǒng)的總體強度是足夠的。

3. 鋼絲繩應力水平較高，在滿載時會發(fā)生兩次明顯的抖動，而且對角的兩根鋼絲繩受力不均，容易導致鋼絲繩在運行過程中發(fā)生破壞，所以在日常管理中要加強對鋼絲繩的檢查。

4. 本次測試僅涉及到工作應力，而系統(tǒng)的安裝應力未知，并且安裝應力與安裝工藝密切相關。因此僅根據目前的測試數據還難以給出構件強度安全裕度的總體評價。根據所測得的約0.2σs的工作應力，如果安裝應力水平偏高，則有必要考慮由于動靜載荷引起的主要構件的低周疲勞問題。