近年來，游樂設施受到了大家的歡迎，尤其是大擺錘，其在觀覽車類游樂設施中增長速度*快、年客流量大。但是，大擺錘也是存在潛在風險最多的游樂設施之一。例如；大擺錘發生過回轉支承中高強螺栓斷裂、減速機齒輪傳動失效、減速機傳動軸斷裂等等。傳統的應力應變測試技術已無法滿足大型游樂設施運行形式復雜，傳輸距離遠和安裝空間小等使用條件。本文介紹了無線應力應變測試的基本原理，及其在大擺錘檢驗中的應用實例。測試結果表明無線應力應變測試技術在大型游樂設施檢驗中具有很好的前景。

無線應力應變測試技術

無線應力應變測試系統主要是基于無線應變傳感器節點的一種數據采集系統，主要由數據采集軟件、無線應變節點、無線網關、帶線及適配插座的應變片組成。

無線應力應變測試系統省略了繁瑣的布線工作，無線數字信號傳輸方式消除了長電纜傳輸帶來的噪聲干擾，整個測量系統具有*高的測量度和抗*擾能力。其主要原理，是通過無線應變傳感器節點將應變片的阻值變化轉變為電壓信號，無線傳輸給計算機，利用應用軟件對采集到的電壓信號進行處理分析。

設備參數

以大型游樂設施中的大擺錘為例，進行無線應力應變測試。主要原理是：在電機驅動下，大臂繞水平軸擺動，同時電機驅動座艙繞大臂軸旋轉。

測試方案

本次測試采用JHDY-W無線應變儀，操作簡單方便，體積小巧等優點。綜合考慮便攜性，操作復雜程度等因素，在能滿足試驗要求的情況下，盡量選擇比較簡單的橋路，本次測試采用的是單臂電橋。

大型游樂設施無線應力應變測試中，測試點的確定和選擇主要考慮以下三個方面：

1. 依據游樂設施設計規范，選擇相應的重要零部件和關鍵軸。

2. 應力測試布點要考慮整機的運動特點，*好考察整機的*大應力狀態。

3. 現場中發現的制造安裝與原設計有較大誤差的部位。

本次測試選擇了6個測試點，分別對大擺錘中的立柱頂端內側、立柱底端外側、主力臂底部右側、回轉圓盤支撐臂頂端、回轉圓盤支撐臂底端、座椅支撐座底部進行了滿載工況和偏載工況（25%滿載）測試。

結果分析

由于大擺錘自重較大，因此不能忽略自重應力的影響。被測工件的材質為S355，測試部位的抗拉強度σ_b為制造單位提供的材質單中的數據、自重應力σ_a為制造單位提供的計算分析數據。

以滿載應力測試分析為例：滿載應力值σ_滿可由應力應變測試直接得出數據，由于考慮到自重應力σ_a的作用，故*大滿載應力σ_滿max=σ_a+σ_滿，進而可以計算出測試部位的安全系數n=σ_b/σ_滿max。偏載同理，計算結果見表。

對比分析表可以得出

1. 在滿載與偏載（25%）兩種工況下，測試點1、測試點2為大擺錘受力比較大的部位。

2. 在滿載工況下，大擺錘的最小應力值測試點為測試點3，測試點4、5、6即座艙附近的應力值較為穩定。在偏載（25%）工況下，大擺錘的最小應力值測試點為測試點6，這是由于偏載較滿載的負重減小，因此應力值比滿載時降低大約27.7%。

3. 通過對應力測試結果的計算分析，滿載與偏載（25%）兩種工況的最小安全系數值分別為12.8和12.5。根據《游樂設施安全規范》的標準要求，一般構件的安全系數n≥3.5，所以6個測試點在滿載工況及偏載（25%）工況下的安全系數均符合要求。

結論

本文采用無線應力應變測試技術對大擺錘進行測試，確定了滿載工況及偏載（25%滿載）工況下大擺錘關鍵受力部位的安全系數符合標準要求，找出了游樂設備中安全系數較低的薄弱部位，為以后的設計改進起到了很好的指導作用，對游樂設施事故的發生起到了預防作用。無線應力應變測試技術作為一種有效地測試技術，實現了無線傳輸信號，解決了傳統應力應變測試無法應對游樂設施復雜工況測試的難題，在游樂設施檢驗檢測中具有很好的前景。