利用实验方法验证地磅重现力值F的影响效应
车用地磅计量力值，会受到空气密度的影响和承载介质密度的影响，为验证不同影响效应，积极利用简便易行的实验方法，通过亲力亲为地实际检测过程，验证地磅重现力值 F 正确性。并对冲击惯性做出单频振动考量，为安全使用地磅提供有效防护和理论依据，并积极掌握单频振动变化过程的效应响应。
一、引言
液态烃装卸场站，每年对外输出的物流车辆已达到 1890 辆，这些作业过程，均由装卸场站计量班组承担。在满负荷运转时，平均过磅称重车辆每天多达 146 辆。尽管现在不像紧张状态下那么繁忙工作，每天平均对外输送罐车过磅充装总量可达到 64 辆。计量器具的使用频繁高效，秤载物流不尽相同，主要是加工生产物流输入和产成品的销售计量称重，每一次过磅称重都有一次冲击荷载，对秤台体产生冲击振动，导致秤台平面冲击瞬变摄振。在过磅秤面上亲力亲行地运作，会不自觉地感受到上下车辆的摄动，使秤台平面向上翅曲和向下挠曲变形。
二、探讨过磅冲击力作用下的冲击振动形态
过磅车辆冲击振动形态，随过磅称重车辆的荷载重是千差万别的，尽管在工艺控制过程中，对上下过磅称重的不同机组动力的车辆做出限速规定，初始的动量冲击是有很大的差异；差异变化数值越大，其产生的附加冲击力、剪切力也就越大，故然引起弹性的称重台体产生动力形变，导致秤台面上的作业人员会感到振动。这些车辆的荷载冲击力、剪切力是振动的根本原因。在汽液态罐车平缓上下过磅称重时，摄振变化并不十分显著；只有装载大型的固体货物过磅称重时，会感受到的摄振有明显增加，特别是那些大型整装设备设施，偏心荷载、侧偏荷载过大，而产生的摄振最为强烈。
在一年的过磅称重工作过程中，最为强烈的摄振已感知过两次，首次是在 2015 年 8 月份的装载聚丙烯粉 （粒） 挂车过磅称重，在过秤台面上有显著的砂砾、尘碛跳跃现象。再次是在 2016 年 3 月份，载有大型整装设备设施称重过磅其间，再次亲历过秤台面上的砂砾、尘碛跳动的不寻常现象，已留下深刻的反响。振动现象在现实生活中，是最常见的自然现象，为探讨分析不可预知的振动，结合结构力学、分析力学、弹性力学理论，进行推演分析，基本确定单频摄动变化的运动过程及其运动公式。具体公式如下所示：

以上所描述的秤台平面单频振动变形，获得理论上释解和演变形态的诠释。

对于单频变化振动曲面，四周边界有四个铰支点；不论是 x 方向的向上翅曲和 y 方向的向下挠曲，单频振动的半波三种组合振型，都是沿对称轴线扭转振动，一个半波向上，而另一个半波向下，对称与反对称总是沿着轴线分界；而且变形与内力关系是相互协同应变的。随着荷载量不同，振动体系相互正交位移，在曲面对称轴线上，形成一条位移等于零的反弯线；一半作为一个铰支固定，另一半作为铰支振动。当振动位移最大时，变形速度等于零；当变形速度最大时，位移等于零的变化过程，是有其规律性；如此确定弹性体系基本单频振型的变化活动，是满足位移边界条件的，均布荷载的矩形秤台面上的集中力，引起弹性曲面形变，不论对称向上翅曲和向下挠曲的振型，是单频矩形三种挠性振型，如图 1 所示。

以上阐述了秤台曲面振型，呈现出相互正交曲面在矩形对称轴线上，分为对称和反对称曲面振动，从理论上对均布荷载和偏心荷载、侧偏荷载的单频振型进行深入探讨，已取得新的理论认知；并亲历在基层一线岗位上，践行工程师的职责，积极发挥出科技生产力的作用，释放出应有的技术技能。
三、利用实验方法验证地磅重力重现值 F 的影响效应 ρoρw

液态烃装卸场站，没有对秤台面振动进行过鉴定，本公司检测中心也未曾对计量车用衡器做过专项振形测定。现有工作情况，可利用简便易行的方式，对过磅称重过程，进行振动观测分析，确定其振动变化影响重力重现值 F 的效应。

（一） 实验目的：验证不同密度介质和重力场的浮力影响。

（二） 实验原理：利用冲击惯性变化，对空气密度上浮力 ρo 和秤载介质质量密度 ρw 响应变化。

（三） 实验工具：磁性圆环 φ50mm/φ25mm、铜螺杆 4.4634g、准椭球形鹅卵石 8.5877g，薄铁片90×90×0.9、纯净水一瓶，碳素笔一只，记录纸一本，AE200 型称重天平一台。

（四） 实验方法：初次试验采用圆球，监测振动变化，振动频率大于十多次，振动状态不稳，最后选用铜螺杆和准椭球形鹅卵石重复验证。在

称重地磅端面，用两块 φ50mm、φ25mm 磁性圆环对称吸合在一起，构成一个 φ50mm、φ25mm磁性圆环体，吸附于秤台面的端头部下，通过环体底下吸附薄铁片作为筒体底部；将铜螺杆、准椭球形鹅卵石分别放置其中；通过车辆重载冲击惯性，带动筒体内球体作反复振动，并统计振动频率大小，判断不同车载介质密度的上浮力 ρo，以及在冲击惯性作用下不同介质密度 ρw 的响应变化，观察其影响效应。实验组合方法图如图 2 所示。

不同密度 ρo 浮力对称重介质影响效应，可在筒体内加入浮力大的水，代替空气或加入机油观察浮力介质密度 ρo 影响称重效应的变化反应，确定响应趋势。
（五） 实验结果：分别通过实际现场实验观察，由当天的 51 次过磅称重，而统计出的冲击振动响应变化记录数据，记载下试验观测记录。记录数据如表 1 所示。

从记录数据结果中可以看出；重量越大振动频率越高，重量越轻振动频率越低，冲击对荷载介质密度有影响效果；而浮力对称重介质也有明显影响应效果；浮力越大，振动频率越高，反之亦然。试验观测是以铜螺杆为单摆对象，螺帽相当于摆锤，螺杆端部相当铰接点，运动以铰接点为中心，呈扇形摆动，观察其动态响应；而准椭球形鹅卵石观测方法与铜螺杆基本相同，只是在环形磁铁上，增设一个矩形方舟，放置准椭球形鹅卵石观测。通过现场实验数据与理论分析相符合，并获得有效的验证结论。

实验过程中只考量横向惯性力，质量集中于摆锤上，实验体系受到正向力时，摆动频率变化较小，实验体系受到反向力时，摆动变化频率增大；当正向力趋近于临界惯性值时，试验的磁环体系处于不稳定平衡状态。当惯性于零时，磁环上摆动获得最大动能；当环形磁铁上的试件摆动频率等于零时，磁铁上试件运动速度等于零时，摆锤运动回到初始位置，试件释放动能获得最大势能，处于稳定位置。这一体系的试验受力由不动到摆动过程中所做功，与相应变化释放出的频率动能之和，等于临界惯性力在失稳过程所做功。试验过程摆动频率与受力失稳转化过程中所做功耗，确实受到临界惯性力的直接影响，对重现力值 F 作用确实产生效应影响。

描述重现力值表达式：

本式摘自于 《装卸车间汽车动态地磅冻害改造措施》 中。

理论与试验动态响应过程，明显验证出其结果，从而鉴证重现力值 F 公式中的影响效应的正确性；是使用地磅不容忽视的影响问题。以上通过客观试验，对摆动现象做出全面性的阐述，为精确校正计量值，提供科学理论依据，积极促进计量地磅的优化使用，作出赋有成效的验证，共同探讨一道分享，创造安全使用，精确计量，绿色和谐的新境界，具有一定的现实意义。

垂直振动频率试验观测，应在固体货物过磅称重时，才会感受到明显摄振变化，特别是那些大型整装设备设施，偏心荷载或侧偏荷载过重，产生摄振最为强烈显著。试验观测过程的称重介质均为气体和液体罐车，未有观测到集中力作用下的偏载，所引起弹性曲面对称向上翅曲和向下挠曲的振型，偏载过程单频曲面振型试验观测的半波形态未能实现。在装卸车间亲历过秤台面不寻常的摄振现象，需要等待时机，验证垂直振动的试验观测，再现偏心荷载扭转对称的单频振动，得需耐心地亲力亲为的期待。在冲击振动响应变化记录中，垂直振动频率项出现空白，振动响应变化数据无从获得，因操作环境条件不具备，到此为止加以说明。
四、注意事项

单摆测试检验是在重载过磅称重台上进行，稍有不慎会出现意外人身伤害，必须加强安全意识防范，不能掉以轻心，应积极做好安全试验全程。

（1） 测试过程的实验检验必须是重载过磅称重。空载车辆不计入检测范围之内，重点监测重载车辆最后一轴，作为测试标准。

（2） 装置检修之后，处理报废钢材时，对载有废钢材运输车不做检测过程检验：防止捆扎好的零散机件坠落、砸人的意外事故。

（3） 遇到重载有强腐蚀性介质时，注意放泄阀是否有外泄滴落，一旦发现应用水及时冲洗，稀释强腐蚀性介质，保护好秤台面不受腐蚀危害。

（4） 振动试验检测时，必须由两名人员在现场，一名检测，一名看护，防止近距离车辆撞人，避免出现伤人意外。

（5） 测试进程中，注意过往车辆运行，发现有超量过载能力时，终止测试检验。

（6） 遇上刮风扬尘天气，不进行试验检测，避免砂砾、尘碛阻障单板运动，影响试验精准程度，是试验过程必须考量的问题。

以上就测试过程，可能遇到的情况，进行提示说明，期望在整个试验中，引以为戒；不出现意外伤害。

五、结束语

在工作过程中积极利用现有的理论知识，探索未知现象，获取新的认知，掌握单频振动变化规律，对计量地磅维护保养和正确使用，提供可靠的理论依据，促进计量器具的使用性，优化考
量地磅的冲击惯性，合理地保障使用安全，以获得科学、有效、准确的计量值，是值得积极倡导的议题。深化开发计量地磅的技术技能，需要探索新的思路，促进基层的计量工作不断发展，强化人本管理理念，共享新的成果，服务于液态烃装卸场站岗位，服务于计量事业。