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1、结构故障的处理方法结构故障的处理方法前言前言裂纹的检测方法裂纹的检测方法裂纹的处理裂纹的处理智能结构的概述智能结构的概述前言前言1.起重机常见的故障起重机常见的故障有裂纹、变形、严峻锈蚀、裂纹、刚度不够等，其中裂纹是最主要的故障，发生故障的起重机80%是由于产生了裂纹。其次，材料在实际中制造工艺中是做不到这三点，材料内部难免有夹渣、气孔、加工过程中可能有毛刺、划伤，焊接过程中存在没焊透，在变应力下有缺陷的位置出现疲惫裂纹。再次，在分析金属结构负载状况时，实际的负载状况是特别困难的，而我们为了探讨上的便利往往把负载简洁化。2.金属结构的设计都符合强度要求。但是为什么还是会有金属结构故障呢？首先，
2、设计时我们接受的是材料力学的一些设计理论，然而这些理论是基于材料力学的三大假设：（1）材料是匀整的各向同性的（2）构件是小变形的（3）材料是线弹性材料。第四，起重机运行环境一般特别恶劣，持续超载工作，温度变更，金属氧化腐蚀，加速了裂纹的扩展，最终导致失效，给经济造成了巨大的损失甚至酿成惨重的人员伤亡事故 裂纹产生后必需刚好处理否则会造成不行估计的损失，裂纹也是有发展规律的，探讨它的发展规律可以帮助我们在保证生产效率的前提下，平安生产。由右图可知裂纹从起先产生在KIt之前其发展速度比较快到达KIc之后KIT之前趋于平稳发展状态。一过临界点KIc，裂纹急速扩展，以比产生初期要快很多的速度发展甚至发
3、生断裂所以我们必需在KIc 之前 对裂纹进行修补KItKI裂纹的检测方法裂纹的检测方法渗透检测法磁粉探伤法射线检测超声波检测涡流检测渗透检测法渗透检测法渗透检测是用黄绿色的荧光渗透液或者红色的着色渗透液来显示放大了缺陷图像的痕迹从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷的一种检测方法。检测步骤：1.清洗焊缝将试件浸渍与渗透液中或者用刷子或用喷雾器将渗透液涂在试件表面,假如试件表面有裂纹则渗透液会渗入裂纹清洗焊缝2待渗透液充分渗入,用水或清洗剂将表面的渗透液洗掉3在洗净的试件上涂上调好的显像剂或者把显像材料涂敷在试件上，残留在裂纹中的渗透液会被显像剂吸出，在表面形成放大的黄绿色荧光或红色的印记。喷渗
4、透剂4视察裂纹进行修补。喷显示剂视察裂纹进行修补磁粉探伤法磁粉探伤法磁粉探伤法是利用磁化后的试件材料在缺陷处会吸附磁粉，以此来显示缺陷存在的方法。试件在磁化处理后，在缺陷的部分会出现磁极，此时磁力线会出现在外面出现“漏磁”现象，假如把磁粉散落在试件上有裂纹的地方就会吸附磁粉。漏磁现象磁粉探伤步骤：1、预处理，用溶剂把试件表面油脂、涂料及铁锈去掉。2、磁化，可以接受旋转磁场探伤仪产生交叉磁轭在构件表面产生旋转磁场，使被探 表面上随意方向的缺陷都有最大幅值的正交机会，可得到最大限度缺漏磁场3、施加磁粉，把磁粉或磁粉调匀在水中或无色透亮没有制备成悬磁液撒在磁化后的试件上。4、视察与记录，非荧光磁粉在
5、光线光明的地方视察，荧光磁粉在暗室的紫光灯下视察在材质变更和截面突然变更的地方也会有磁粉痕迹，但不确定是有裂纹，所以必需用其他方法检测。5、退磁 除去磁粉和除锈，假如不做这些后处理，试件上的磁性会吸引铁末引起磨损发生故障。射线检测射线检测就是用射线穿过物质，由于受到物质的散射和吸取作用使其强度降低，强度降低程度取决与材料的种类、射线种类及其穿透距离。这样射线穿过试件的某一面，通过强度变更就可以检测出试件的缺陷射线检测法：将射线装置放在被检物0.51米的地方，将胶片盒紧贴被检物后经过充分曝光，在暗室内显影、定影、水洗、干燥。将底片放在视察灯下视察推断缺陷。由于有些裂纹面几乎与射线方向平行，这样就
6、很难查出，因此要多换几次方向拍照。疏松针孔夹杂裂纹偏析气泡超声波检测超声波检测超声波检测：先用放射探头向被测物内部放射超声波，用接收探头从缺陷处反射回来或穿过被检工件的超声波，并将其显示仪表上显示出了，通过视察与分析反射波或透射波的延时与衰减状况即可获得内部有无缺陷及缺陷位置，大小及性质等方面信息。超声波检测的分类及方法脉冲反射法（最常用）穿透法共振法按超声波探伤图形的显示方式划分：A型显示B型显示C型显示按超声波检测原理划分：按探伤波型分类直射探伤法（纵波探伤法）斜射探伤法（横波探伤法）表面波探伤法板波探伤法按探伤时运用的探头数目分有单探头法双探头法多探头法按接触方法分类：干脆接触法（用机油
7、甘油水玻璃做耦合剂）水浸法两种涡流探伤涡流探伤涡流检测：把一个通有沟通电的线圈靠近某一导体，由于电磁耦合作用会在导体中发生电涡流。此电涡流又反过来作用原线圈而使其电磁特性发生变更，其变更状况与导体的种类形态材质匀整度等因素有关，同时还有线圈与导体之间的相对距离和线圈本身特性有关。当后两者不变时则线圈的电磁特性的变更就反应导体性质的变更。这样检测线圈的电磁特性的变更，即可获得关于被检试件的材质匀整性以及缺陷的种类、形态和大小等方面的信息。1、检测结果可以干脆以电信号输出，可以用于自动化检测。2、实行非接触式测量检测速度快。3、对于形态困难的试件检测有困难。4、对于表面下较深的缺陷检测有困难。5、
8、除了缺陷，材料的其他因素也会引起输出变换，成为干扰信号。6、难以通过检测出来的信号推断缺陷种类。裂纹的处理裂纹的处理1确定裂纹产生的缘由是否属于疲惫、锈蚀、脆性、焊接应力等，再依据确定裂纹产生的缘由是否属于疲惫、锈蚀、脆性、焊接应力等，再依据裂纹产生的缘由确定进行裂纹堆焊或者更换损伤段母材裂纹产生的缘由确定进行裂纹堆焊或者更换损伤段母材2确定裂纹的长度和深度，是穿透性裂纹还是非穿透性裂纹，制定相应的确定裂纹的长度和深度，是穿透性裂纹还是非穿透性裂纹，制定相应的修理方法修理方法3修理非穿透性裂纹接受焊缝沿裂纹深度整个焊头的单面焊接的方法完成，修理非穿透性裂纹接受焊缝沿裂纹深度整个焊头的单面焊接的
9、方法完成，并沿裂纹端部钻止裂孔或者反向补焊的对接焊缝施焊，止裂孔不补焊并沿裂纹端部钻止裂孔或者反向补焊的对接焊缝施焊，止裂孔不补焊4修理穿透性裂纹修理穿透性裂纹 要揭露整个裂纹的长度，并沿裂纹长度方向予制焊缝要揭露整个裂纹的长度，并沿裂纹长度方向予制焊缝边，在裂纹尾部钻边，在裂纹尾部钻 止裂孔。必要时可接受焊缝反面的底焊和借助垫板止裂孔。必要时可接受焊缝反面的底焊和借助垫板焊接。焊接。5发觉焊缝有裂纹或其他缺陷时去掉裂纹长度加发觉焊缝有裂纹或其他缺陷时去掉裂纹长度加15mm，然后重新补焊。，然后重新补焊。用气割方法消退有其他缺陷的焊缝时要修整到有金属光泽。补焊时该用气割方法消退有其他缺陷的焊缝
10、时要修整到有金属光泽。补焊时该区域加热到区域加热到180200再进行再进行 补焊次数不宜多余补焊次数不宜多余3次。次。智能结构智能结构智能结构的概念智能结构的概念智能结构发呈现状智能结构发呈现状智能结构的工作机理智能结构的工作机理智能结构是近年来发展的新型高科技术材料，是能“感知”外部环境和内部状态，并可以通过变更物理参数或形态对这些变更和外部刺激作出最佳响应的系统。发呈现状国外对智能结构的探讨是特别活跃的，主要用于航空业。1.形态限制2.损伤探测与修复3.振动限制4.分别机构.1、特别重视对基本规律、特性、机理以及模拟计算方法等的探讨，并且认为这是推动智能结构发展的关键。2.、基础探讨与工程
11、实际应用问题相结合，而且两者平行地进行，这个探讨特点可以说自从智能材料兴起和应用于工程上后，就出现了。因为智能材料的基本特性亲密依靠于结构设计和力学分析，而具体结构的应用又对基本材料和复合方法提出了很多特殊要求。3.、综合结构力学、限制、材料、计算机及试验技术等不同学科交叉进行探讨。4、资金的投入方向确定了探讨的重点。美国当前主要是围绕航天器的实际问题来开展探讨的，并且规定了外国人不能参与，这当然是属于先进的尖端技术之列。国内外的智能结构探讨特点智能结构的工作机理智能结构的工作机理智能结构的功能主要依靠于其内置的微电子元器件及处理限制水平。微智能结构的功能主要依靠于其内置的微电子元器件及处理限
12、制水平。微电子元器件及处理限制水平。微电子元器件的基本材料是：压电材电子元器件及处理限制水平。微电子元器件的基本材料是：压电材料、电磁材料、形态记忆合金、电流变体等。还有光纤维做传感器料、电磁材料、形态记忆合金、电流变体等。还有光纤维做传感器材料。这些材料多聚细薄、松软、量轻的机械性能，电磁绝缘性好，材料。这些材料多聚细薄、松软、量轻的机械性能，电磁绝缘性好，耐湿、耐火、耐腐、绝热等特点。耐湿、耐火、耐腐、绝热等特点。假设智能结构内部各种材料及电子元器件的界面结合足够坚固那么就可假设智能结构内部各种材料及电子元器件的界面结合足够坚固那么就可以借用材料科学中的单晶体变形方程来说明智能结构工作工作
13、机理以借用材料科学中的单晶体变形方程来说明智能结构工作工作机理 弹性应变重量柔度张量应力重量压电张量电致张量电场分量热张量热差1、智能结构不通电时即，=0微电子元件不工作，此时，=2当 ，即电场强加给结构中的电子元器件时就产生了应变，这个应变不是基质结构应力引起，这是压电效应。这个应变可以被理解为驱动行程，显示出压电驱动功能。反过来说有了应变，电场信息会变更，示出传感功能。用式子表示即，=0=3、当 时则有：即电场强加给微电子元器件时，按材料科学所言材料内部晶体是中心对称，就有=0，产生极化，而为电场的二次关系。也就是电致效应，从而显示出电致驱动功能，或电致传感功能。,=0=4、当 则有：这与
14、被动结构的热应变项类似。这里可以广义的理解为外加电场引起结构内部特性性能变更。如形态记忆合金，由电流在材料中产生热，而引起应变，当不通电时，材料就实时冷却，结构保持原型。又如电流变体，当外电场作用时，会使易流淌的液体变成难流淌的固体，外电场变更其粘度也变更，从而显示出驱动功能。0=0=结束语结束语1裂纹产生后在确定时间内需尽快处理否则会裂纹产生后在确定时间内需尽快处理否则会造成严峻的事故造成严峻的事故2智能结构是现代科学，特殊是材料科学，微智能结构是现代科学，特殊是材料科学，微电子科学，计算机科学快速发展的结果，电子科学，计算机科学快速发展的结果，智能结构的时代即将来临。智能结构的时代即将来临。3转变传统防范性结构设计观念，以促进智能转变传统防范性结构设计观念，以促进智能结构开发应用结构开发应用Thank you！