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GB/T 36668 consists of the following six parts under the general title Condition monitoring and fault diagnostics of amusement device:
——Part 1: General requirements;
——Part 2: Acoustic emission monitoring method;
——Part 3: Infrared thermography monitoring method;
——Part 4: Vibration monitoring method;
——Part 5: Stress detection and monitoring methods;
——Part 6: Operating parameters monitoring methods.
This is Part 5 of GB/T 36668.
This part was developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this standard may be the subject of patent rights. The issuing body of this document shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This standard was proposed by and is under the jurisdiction of the National Standardization Technology Committee on the Ropeway and Amusement Device (SAC/TC 250).
Condition monitoring and fault diagnostics of amusement device — Part 5: Stress detection and monitoring methods
1 Scope
This part of GB/T 36668 specifies the stress detection method for key structural components of amusement devices by the resistance strain gauge, and the stress state monitoring and fatigue damage diagnosis methods for large-scale frame structures or supporting elements of amusement devices by fiber grating sensors.
This part is applicable to newly manufactured amusement devices and amusement devices in service for stress detection of key structural components, stress state monitoring and fatigue damage diagnosis of large frame structures or supporting elements.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this standard. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced documents (including any amendments) applies.
GB 8408 Large-scale amusement device safety code
GB/T 13992 Metallic bonded resistance strain gauges
GB/T 18159 Specifications of amusement rides coaster category
GB/T 20306 Amusement devices terminology
GB/T 20737 Non-destructive testing - General terms and definitions
GB/T 20921 Condition monitoring and diagnosis of machines — Vocabulary
GB/T 33213 Non-destructive testing — Practice for strain monitoring based on fiber sensing technology
GB/T 33218 Non-destructive testing — Practice for equipment health monitoring based on fiber sensing technology
GB/T 34370 (All parts) Nondestructive testing of amusement equipments
GB/T 36668.1 Condition monitoring and fault diagnostics of amusement device — Part 1: General requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 20306, GB/T 20737, GB/T 20921, GB/T 36668.1 and the following apply.
3.1
stress detection
stress test for key structural components of amusement devices with resistance strain gauges, which the stress is subjected to the qualitative and quantitative analysis
3.2
stress state monitoring
online monitoring on the stress changes of large-scale frame structures or supporting elements of amusement devices by a monitoring instrument, which sends an alarm when the monitored stress is close to a controlling value, and based on the monitoring data, provides fatigue damage condition and life prediction for the structures
3.3
damage diagnosis
process of estimating the damage of structures, by which the stress response data of amusement device structures is used to analyze the changes of structural physical parameters
4 Overview
4.1 Stress detection method with strain gauges
4.1.1 Basic principle
A resistance strain gauge is bonded and welded on the key structural components of amusement devices. The sensitive grid on the strain gauge presents various changing resistance values as the detected structure expanded or shortened. The resistance changing rate of the resistance strain gauge is in direct proportion to the measured strain. By measuring the resistance of the resistance strain gauge, the strain in the detected area can be figured out.
4.1.2 Detection purposes
The purposes of stress detection on key structural components of amusement devices by resistance strain gauges mainly involve in three aspects as follows:
a) Obtain the stress distribution regularity and stress concentration regarding the key structural components of amusement devices;
b) Test the strength of key structural components of amusement devices;
c) Verify the design rationality of key structural components of amusement devices.?
4.1.3 Advantages and limitations
The main advantages when using resistance strain gauges for stress detection are as follows:
a) High sensitivity and precision of measurement;
b) Easy to be installed;
c) Wide measuring range;
d) It can measure a variety of mechanical signals, such as torque, shear stress, concentrated stress.
Limitations are as follows:
a) The measurement results are prone to drift due to the electromagnetic interference;
b) Not applicable to long-term monitoring.
4.1.4 Interference factors
Electromagnetic and radio frequency interference may affect the stress detection results. To avoid the electromagnetic interference, the shielding lines shall be used for the connection between bridge boxes and strain gauges and the shielding net shall be grounded.
4.2 Stress monitoring method with fiber grating sensors
4.2.1 Basic principle
A fiber grating sensor is bonded or welded on the large-scale frame structure or supporting element of amusement devices. When amusement devices work, the physical quantities like structural stress and temperature changes due to different load and external environment, which leads to the changes on grating period or effective index of refraction of fiber grating sensor and the drift of reflected center wavelength via fiber grating. By measuring the drift of the center wavelength of fiber grating sensors, the changes of physical quantities such as temperature and stress of the measured structure may be presented.
4.2.2 Monitoring purposes
Stress monitoring method with fiber grating sensors is conducted to monitor the stress time history curve of large-scale frame structure or supporting elements of amusement devices in continuous service. On the one hand, it is conducted for finding out the anomaly in time and take remedial measures, and on the other hand, based on the stress data monitored in real time, it is aimed at damage diagnosis analysis and life prediction for the structures.
4.2.3 Advantages and limitations
The main advantages when using fiber grating sensors for stress state monitoring are as follows:
a) Large capacity. It makes it possible to measure various parameter changes at dozens of points simultaneously on one optical fiber.
b) High precision. It is not affected by power fluctuation of optical source, optical fiber micro-bend effect and coupling loss.
c) No zero drift. Regular verification after delivery is not required, and the system maintenance cost is very low.
d) Resistant to the electromagnetic interference. The optical fiber made of electrical insulating materials transmit information with photon, so the electromagnetic field interference is avoided.
e) Good durability. Optical fiber is of stable chemical properties and strong acid and alkali corrosion resistance, and is applicable to extreme environment.
f) Easy to be installed. Because of its simple structure and small size, the sensor is applicable for various purposes, especially for embedding into the material and forming so-called intelligent materials or structures.
g) Capable for long-term monitoring.
Limitations are as follows:
a) A sensor can only cover one testing point of the structure, i.e. point monitoring;
b) Fiber grating sensors are subjected to both strain and temperature changes, so temperature compensation shall be presented as monitoring strain.
Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Overview
5 Safety requirements
6 Personnel requirements
7 Requirements for equipment and apparatus
8 Technological procedure of detection/monitoring
9 Detection/monitoring method
10 Detection/monitoring data processing method
11 Evaluation method
12 Inspection and maintenance strategy
13 Records and reports
ICS 97.200.40
Y 57
GB
中華人民共和國國家標準
GB／T 36668.5-2020
游樂設施狀態監測與故障診斷
第5部分：應力檢測／監測方法
Condition monitoring and fault diagnostics of amusement device-
Part 5 : Stress detection and monitoring methods
2020-03-06發布 2020-03-06實施
國家市場監督管理總局 發布
國家標準化管理委員會
前言
GB／T 36668《游樂設施狀態監測與故障診斷》分為以下6個部分：
——第1部分：總則；
——第2部分：聲發射監測方法；
——第3部分：紅外熱成像監測方法；
——第4部分：振動狀態監測方法；
——第5部分：應力檢測／監測方法；
——第6部分：運行狀態監測方法。
本部分為GB／T 36668的第5部分。
本部分按照GB／T 1.1-2009給出的規則起草。
請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。
本部分由全國索道與游樂設施標準化技術委員會(SAC／TC 250)提出并歸口。
游樂設施狀態監測與故障診斷
第5部分：應力檢測／監測方法
1 范圍
GB／T 36668的本部分規定了使用電阻應變片對游樂設施關鍵結構部件進行應力檢測的方法和使用光纖光柵傳感器對游樂設施大型框架結構或支承件進行應力狀態監測、疲勞損傷診斷的方法。
本部分適用于新制造和在用游樂設施的關鍵結構部件應力檢測、游樂設施大型框架結構或支承件的應力狀態監測及疲勞損傷診斷。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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 8408 大型游樂設施安全規范
GB／T 13992 金屬粘貼式電阻應變計
GB／T 18159 滑行車類游樂設施通用技術條件
GB／T 20306 游樂設施術語
GB／T 20737 無損檢測 通用術語和定義
GB／T 20921 機器狀態監測與診斷 詞匯
GB／T 33213 無損檢測 基于光纖傳感技術的應力監測方法
GB／T 33218 無損檢測 基于光纖傳感技術的設備健康監測方法
GB／T 34370(所有部分) 游樂設施無損檢測
GB／T 36668.1 游樂設施狀態監測與故障診斷 第1部分：總則
3 術語和定義
GB／T 20306、GB／T 20737、GB／T 20921、GB／T 36668.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1
應力檢測 stress detection
使用電阻應變片對游樂設施關鍵結構部件進行應力測試，并對應力進行定性定量分析。
3.2
應力狀態監測 stress state monitoring
采用監測儀器在線監測游樂設施大型框架結構或支承件的應力變化，當監測的應力值接近控制值時發出報警，并基于監測數據進行結構疲勞損傷壽命預測。
3.3
損傷診斷 damage diagnosis
利用游樂設施結構的應力響應數據分析結構物理參數的變化，判斷結構損傷狀況的過程。
4 方法概述
4.1 應變片應力檢測方法
4.1.1 基本原理
將電阻應變片粘貼或焊接在游樂設施關鍵結構部件上，應變片敏感柵隨著被測結構伸長或縮短，使得敏感柵電阻值隨之變化。電阻應變片的電阻變化率與所測應變成正比，通過測量電阻應變片的電阻，可以計算出檢測區域的應變。
4.1.2 檢測目標
使用電阻應變片對游樂設施關鍵結構部件進行應力檢測的目標主要包括以下3個方面：
a) 獲得游樂設施關鍵結構部件的應力分布規律和應力集中情況；
b) 檢驗游樂設施關鍵結構部件的強度；
c) 驗證游樂設施關鍵結構部件的設計合理性。
4.1.3 優點和局限性
使用電阻應變片進行應力檢測主要有以下優點：
a) 測量靈敏度與精度高；
b) 容易安裝；
c) 測量范圍廣；
d) 可以測量多種力學信號，如扭矩、剪切應力、集中應力等。
其局限性如下：
a) 受電磁干擾，測量結果易因干擾發生漂移；
b) 不適用于長期監測。
4.1.4 干擾因素
電磁和無線電頻率干擾可能影響應力檢測結果，為防止電磁干擾，橋盒和應變片之間的連線要用屏蔽線，并且屏蔽網要做好接地處理。
4.2 光纖光柵傳感應力監測方法
4.2.1 基本原理
將光纖光柵傳感器粘貼或焊接在游樂設施的大型框架結構或支承件上，游樂設施工作時的載荷和外界環境變化將引起其結構應力和溫度等物理量發生變化，導致光纖光柵傳感器的光柵周期或有效折射率發生變化，光纖光柵反射中心波長發生漂移。通過檢測光纖光柵傳感器中心波長的漂移量，即可得到被測結構溫度和應力等物理量的變化情況。
4.2.2 監測目標
光纖光柵傳感應力監測是為了監測游樂設施大型框架結構或支承件持續工作期間的應力時間歷程曲線。一方面是對出現的異常及時發現并采取補救措施，另一方面是基于實時監測的應力數據對結構進行損傷診斷分析和壽命預測。
4.2.3 優點和局限性
使用光纖光柵傳感進行應力狀態監測主要有以下優點：
a) 容量大。可在一根光纖上同時測量幾十個點的多種參量變化。
b) 精度高。不受光源功率波動、光纖微彎效應及耦合損耗等因素影響。
c) 無零漂。出廠后不需要定期檢定，系統維護成本很低。
d) 抗電磁干擾。電絕緣材料做成的光纖利用光子傳輸信息，避免了電磁場干擾。
e) 耐久性好。光纖化學性能穩定，耐酸堿腐蝕能力強，適合在惡劣環境中使用。
f) 便于安裝。傳感器結構簡單、尺寸小，適于各種應用場合，尤其適合于埋人材料內部構成所謂的智能材料或結構。
g) 可長周期監測。
其局限性如下：
a) 點式監測，一個傳感器只能覆蓋結構一個測點；
b) 光纖光柵傳感器同時受應變和溫度變化，在監測應變時，應進行溫度補償。
4.2.4 干擾因素
光纖光柵傳感器存在應變和溫度的交叉敏感問題，單個光纖光柵反射波長的變化難以分辨出應變和溫度的變化量。使用光纖光柵傳感器進行應力監測時，應對光纖光柵傳感器進行溫度補償。
5 安全要求
本章并未列出實施時所有的安全要求，使用本部分的用戶應在實施前建立安全準則。實施過程中的安全要求至少如下：
a) 檢測／監測人員應遵守游樂設施現場運行的安全要求，根據檢測／監測地點的要求穿戴防護工作服和佩戴有關防護設備；
b) 檢測／監測時，應注意游樂設施啟動及運轉時轎廂的移動，防止人員碰撞及連接電纜和光纜的阻礙；
c) 在進行高空操作時，應考慮檢測／監測人員、設備等墜落因素，并采取必要的保護措施。
6 人員要求
按本部分進行應力檢測或應力監測的人員應經過相關專業培訓，同時熟悉游樂設施檢驗規程。
7 設備和器材要求
7.1 應力檢測設備器材
應力檢測所需儀器設備器材及工具主要包括：已安裝數據采集軟件的電腦、電阻應變儀、帶線及適配插座的應變片、砂紙、棉紗／棉球、丙酮／乙醇、黏結劑、聚乙烯／四氟乙烯薄膜、游標卡尺和鋼卷尺等。
7.2 應力監測設備器材
7.2.1 光纖應力監測硬件系統(見圖1)
光纖應力監測硬件系統由光纖傳感子系統、數據采集子系統和數據傳輸子系統組成，包括：光纖光柵傳感器、解調儀、傳輸光纜、計算機、數據發送模塊等單元。其中光纖光柵傳感器、解調儀和傳輸光纜的性能應符合GB／T 33213的規定。
硬件系統
光纖傳感子系統
數據采集子系統
數據傳輸子系統
光纖應力狀態監測系統
軟件系統
數據存儲子系統
數據顯示子系統
圖1 光纖應力監測系統示意圖
7.2.2 光纖應力監測軟件系統(見圖1)
軟件系統應至少包括初始化設置模塊、數據顯示模塊、數據處理模塊、數據分析模塊。各模塊功能如下：
a) 初始化設置模塊：對待測設備的傳感器布點編號、測點位置、監測物理量、分辨率、應變系數、工作溫度等信息進行配置與管理，對測點部位材料參數進行配置。
b) 數據顯示模塊：實現所有測點位置、各測點實時數據和歷史數據的曲線顯示，并顯示各測點歷史最大值。
c) 數據處理模塊：對數據進行接收和實時存儲，并實現各測點數據查詢。
d) 數據分析模塊：對各測點監測數據進行篩選、壓縮；對數據進行統計分析；實現基于損傷度的結構健康狀態診斷和基于累積損傷理論的結構剩余壽命預測等。
7.3 設備的維護和校準
儀器設備應進行周期性的檢測和調節來校正儀器的參數，以保證儀器功能。
使用前，應仔細檢查、校對檢測／監測用儀器設備，所備儀器應滿足檢測／監測項目內容精度的要求，在校驗有效期內，并處于完好狀態。
使用過程中，如發現儀器設備產生錯誤或部分變化，也應對儀器功能進行檢查和調節，維護工作應按照制定的書面程序進行，并應對每次維護檢查的結果進行記錄。光纖光柵傳感器的校準應按GB／T 33213的要求進行，其他部件的校準應按儀器制造商規定的方法進行。
使用完成后，應按照儀器設備存放管理要求存放儀器設備。
8 檢測／監測工藝規程
8.1 通用檢測／監測工藝規程
從事應力檢測／監測的單位應按本部分的要求制定通用檢測／監測工藝規程，其內容應至少包括如下要素：
a) 適用范圍；
b) 引用標準、法規；
c) 實施人員資格；
d) 檢測／監測儀器設備；
e) 被檢測／監測設備與部件的信息：名稱、類型、編號、結構形式、尺寸、安裝地點、設計與運行參數；
f) 傳感器安裝位置及傳感器安裝方式；
g) 運行工況；
h) 檢測／監測過程和數據分析解釋；
i) 檢測／監測結果的評定；
j) 檢測／監測記錄、報告和資料存檔；
k) 編制、審核和批準人員；
l) 編制日期。
8.2 檢測／監測作業指導書或工藝卡
對于每個被檢測／監測部件或每套被檢測／監測設備，應按照9.1的要求制定應力檢測／監測作業指導書或工藝卡。
9 檢測／監測方法
9.1 檢測／監測前的準備
9.1.1 資料審查
資料審查應包括下列內容：
a) 被檢測／監測件制造文件資料：產品合格證 、質量證明文件、竣工圖等，充分了解被檢測／監測設備的結構、運動和工作模式等；
b) 被檢測／監測件運行記錄資料：日常維護保養記錄、開停車情況、運行參數、載荷變化情況以及運行中出現的異常情況等；
c) 檢驗資料：歷次檢驗與監測報告、以往應力測試數據；
d) 其他資料：修理和改造的文件資料等。
9.1.2 現場勘查
應對現場的安全隱患進行排查，并合理選擇儀器設備的安置地點，保證人員和儀器設備的供電與安全問題。
9.1.3 實施條件確定
9.1.3.1 人員聯系方式的確定
根據現場情況確定實施條件，建立應力檢測／監測人員和設備運行控制人員的聯絡方式。
9.1.3.2 游樂設施運行程序
根據設備的類型和實際運轉工況確定設備的運行程序。
9.1.4 檢測／監測點的確定
a) 根據設計單位或使用單位的要求確定；
b) 依據GB 8408，選擇相應的重要零部件和關鍵軸；
c) 根據結構有限元仿真分析得到的結構應力熱點區確定，在不影響檢測／監測的情況下，傳感器應安裝在盡可能靠近應力熱點區的部位；
d) 根據歷史損傷數據分析的結果確定；
e) 應考慮整機的運動特點，最好考察整機的最大應力狀態；
f) 對于滑行車類游樂設施檢測／監測點應覆蓋GB／T 18159規定的被測結構。
9.1.5 檢測／監測作業指導書或工藝卡的編制
對于每個被檢測／監測部件或每套被檢測／監測設備，應根據使用的儀器和現場實際情況，按照通用檢測／監測工藝規程編制應力檢測／監測作業指導書或工藝卡，確定應變片或光纖傳感器安裝的部位和表面條件，同時對被檢測／監測設備進行測繪，對檢測／監測部位進行編號，畫出被檢測／監測設備結構示意圖。
9.1.6 應變片選型
應變片選型要求如下：
a) 尺寸大小：1 mm、3 mm、5 mm、10 mm等；
b) 電阻值：120 Ω、350 Ω、1 000 Ω等；
c) 待測試件材質，涉及不同的溫度補償，如：鋼材約為11×10－6／℃、鋁材約為23×10－6／℃等；
d) 導線長度：1 m、3 m、5 m等；
e) 軸數：單軸、雙軸、三軸。
貼片前，還應對待用的應變片進行外觀檢查和阻值測量。外觀檢查可憑肉眼(必要時借助放大鏡)進行，重點觀察敏感柵有無銹斑和缺陷、是否排列整齊、基底和覆蓋層有無損壞以及引線是否完好。阻值測量可采用惠斯頓電橋或數字歐姆表，檢查敏感柵是否有斷路、短路，并進行阻值分選，對于共用溫度補償的一組應變片，阻值相差不得超過0.5 Ω。同一次測試中采用的應變片，其靈敏系數應相同。
9.2 傳感器的安裝
9.2.1 應力檢測傳感器的安裝
應力檢測采用電阻應變片，其粘接工藝按GB／T 13992的規定進行，具體如下：
a) 貼片前，應對待用的應變片進行外觀檢查和阻值測量。
b) 待測表面的清潔：對于金屬零件，首先清除表面油漆、氧化層和污垢。
c) 待測表面的打磨：用細砂紙沿45°交叉方向進行打磨，打磨后粗糙度應達到3.2 μm左右，打磨面積約為應變片面積的5倍左右。
d) 待測表面的清洗：用潔凈棉紗或脫脂棉球蘸乙醇或丙酮等易揮發溶劑對貼片部位進行反復擦洗，直至棉紗或棉球上見不到污垢為止。
e) 應變片的定位：在待測表面上畫出貼片的準確部位。
f) 貼片工藝(見圖2)：粘結劑分常溫固化和加熱固化兩種，一般選用常溫固化膠水。貼片過程為：在貼片位置涂抹膠水，用應變片背面將膠水涂勻，用鑷子撥動應變片，調整位置和角度。定位后，在應變片上墊一層聚乙烯或四氟乙烯薄膜，用手指輕輕擠壓出多余的膠水和氣泡，待膠水初步固化后再松開手指。粘貼好的應變片應保證位置準確、粘接牢固、膠層均勻、無氣泡和整潔干凈。
對準標志
焊盤
柵格有效長度
載體
圖2 應變片粘貼結構示意圖
g) 導線的焊接與固定：待膠水固化后，進行導線焊接與固定。常溫靜態測量可使用雙芯多股銅質塑料線做導線，動態測量應使用三芯或四芯屏蔽電纜做導線。應變片和導線間的連接最好通過接線端子，焊點確保無虛焊。導線最好與試件綁扎固定，導線兩端應根據測點編號做好標記。
h) 貼片質量檢查包括外觀檢查、電阻和絕緣電阻測量。外觀檢查主要觀察貼片方位是否正確，應變片有無損傷，粘貼是否牢固和有無氣泡等。絕緣電阻測量可以檢查有無斷路、短路。
i) 應變片及導線的防護：應變片受潮會降低絕緣電阻和粘接強度，嚴重時會使敏感柵銹蝕；酸、堿及油類浸入甚至會改變基底和粘結劑的物理性能。為了防止大氣中游離水分和雨水、露水的浸入，在特殊環境下防止酸、堿、油等雜質侵入，對已干燥、固化并已焊接好導線的應變片，應立即涂上防護層。常用室溫防護劑有凡士林、蜂蠟、石蠟、炮油和松香的混合物、環氧樹脂等。
9.2.2 應力監測傳感器的安裝
應力監測采用光纖光柵傳感器，其安裝方法按照GB／T 33213的要求。
9.3 系統初始設置
應力檢測的初始設置如下：測試前，在設備靜止狀態下，進行儀器調零。設備停止運行后，卸載到無載應力狀態，檢查各應變片回零情況，回零良好可進行下一次測試，否則應檢查設備連接狀態重新測量。
應力監測的初始設置如下：將已安裝好光纖光柵傳感器的監測系統開機預熱至系統穩定工作狀態，對光纖光柵傳感器進行初始參數設置，記錄此時的傳感器波長。
9.4 檢測／監測實施
對于應力檢測，如設備具有多種工況，應在設備實際運行的每一種工況下分別測試。每種工況連續測試至少3次。對于每一種工況，在空載、偏載、滿載條件下分別進行測試。
對于應力監測，自監測系統調試完成后，監測系統需在設備正常運行期間進行連續、實時監測。
9.5 檢測／監測數據分析
對于應力檢測，應嚴格記錄檢測開始時間和結束時間，設備運行工況和應力時程曲線應在檢測記錄中清晰標識。
對于應力監測，監測記錄可以按照月度、季度、年度等周期定期編制，監測數據應在設備全生命周期內予以保存。
10 檢測／監測數據處理方法
10.1 檢測數據處理方法
檢測數據應進行異常值剔除，異常值剔除參考10.2。
10.2 監測數據處理方法
首先將應力監測采集的應力-時間歷程數據處理成便于提取循環數的數據，這個過程包括異常值剔除等值數壓縮峰谷值檢測和無效幅值的去除。
a) 異常值剔除：檢測出異常大的值并進行去除；
b) 等值數壓縮：將采樣應力-時間歷程中，連續相等的數據只保留一個；
c) 峰谷值檢測：將數據中的峰谷值提取出來，為下一步無效幅值去除做準備；
d) 去除無效幅值：將應力幅值很小的對疲勞影響不顯著的數據元素去除。
11 評估方法
11.1 基于應力數據的安全判定方法
11.1.1 載荷應力計算
載荷應力計算分為：
a) 沿軸向粘貼的應變片的應力計算：
σt＝Eεt
式中：
σt——施加載荷作用下的測試應力值，單位為帕(Pa)；
E——彈性模量，單位為帕(Pa)；
εt——應變測量值，無量綱。
b) 應變花的應力計算：
式中：
E——彈性模量，單位為帕(Pa)；
ε0、ε45、ε90——所測得的應變花的3個方向的應變，無量綱；
μ——材料泊松比，無量綱。
11.1.2 測點應力計算
各測點應力值σ，應為施加載荷作用下的測試應力值σ，與自重作用下的計算應力σc之和，按下式計算：
σ＝σt＋σc
式中：
σ——測點應力值，單位為帕(Pa)；
σt——施加載荷作用下的測試應力，單位為帕(Pa)；
σc——在自重作用下產生的應力，應由委托單位提供其計算值，單位為帕(Pa)。
11.1.3 安全判據和結論
對于游樂設施結構關鍵部件各測點應力值應符合GB 8408的要求。各測點最大應力值應為載荷作用下監測的最大應力值，需滿足如下要求。
σmax＝σb／n
式中：
σmax——測點實測最大應力值，單位為帕(Pa)；
σb——材料的極限應力，單位為帕(Pa)；
n——安全系數，滿足表1的要求。
表1 安全系數
名稱 安全系數
重要的軸、銷軸及重要焊縫 ≥5
一般構件 ≥3.5(脆性材料≥8)
11.2 基于應力的健康狀態評估方法
游樂設施大型框架結構或支承件結構健康狀態評估是基于長期監測應力譜計算疲勞累積損傷。疲勞累積損傷的計算方法按GB／T 33218。
對于無限壽命設計的游樂設施應符合GB 8408中給出的安全系數值，對于有限壽命設計的游樂設施，當循環載荷的最大計算應力大于材料的疲勞極限時，用疲勞載荷譜計算零部件的使用壽命。
對服役年限接近甚至超過使用壽命的結構或部件，應根據監測數據定期進行評估。
12 檢維修策略
對于應力檢測結果，若某結構部件的應力出現異常值，應按如下方法進行檢查和維修：
a) 使用單位自檢；
b) 若自檢不能發現問題原因，利用無損檢測手段進行探傷，按GB／T 34370執行；
c) 若大型框架結構出現問題，或發現輕微裂紋損傷，需進行相應的裂紋修復；
d) 若形式復雜的結構出現問題，或問題較為嚴重，需更換部件。
通過長期的應力狀態監測，若應力出現異常值，排除噪聲干擾的因素，需要對監測值異常的結構或部件進行檢查，檢查維修方法同上，根據異常程度和部件重要性，選擇相應的維修策略。
13 記錄和報告
13.1 記錄
應按檢測／監測工藝規程的要求記錄檢測／監測數據或信息，至少應包括10.2中所列的內容，并按相關法規、標準和(或)合同要求保存所有記錄。
檢測／監測時如遇不可排除因素的外界干擾，如人為干擾、惡劣天氣等，應如實記錄，并在檢測／監測結果中注明。
13.2 報告
檢測完成或監測到時間節點出具檢測／監測報告。報告的內容應根據檢測／監測要求制定，至少包括以下要素：
a) 被檢測／監測設備使用單位名稱、地址及聯系方式；
b) 被檢測／監測設備名稱、類型安裝地點、安裝日期；
c) 被檢測／監測結構部件的類型、型號、材料參數；
d) 設備說明書；
e) 執行標準和(或)參考標準編號；
f) 檢測／監測的日期、時間；
g) 檢測／監測儀器類型(傳感器類型、采集儀型號等)；
h) 傳感器安裝位置示意圖；
i) 檢測／監測數據原始記錄及數據處理結果；
j) 應力分析結果；
k) 檢測／監測人員、報告編寫人和審核人簽字；
l) 檢測／監測和出具報告的日期。
