f型伞形钻架动臂的断面结构形式是通过sap5大形结构分析程序有限元法电算结果分析对比选用的，为验证动臂电算结果的可靠性，根据电算设计的动臂结构图，对动臂进行了静态应变测试。经过模拟静态负载实验，证实了动臂静态强度的可靠性和忽略偏载剪应力存在可行性。
动臂受力工况分析
伞钻动臂受力*大的情况是在钻凿井筒的周边孔时，此时有两种工况：
1.推进器处于悬空状态，称为*一工况。此时，动臂承受的载荷主要是推进器重量、凿岩机重量、钎杆重量、液压操纵台重量等，计算*大载荷为：g1max=gt+ga+gr+gh
式中 g1max——*一工况时，动臂承受的*大载荷
gt——推进器重量
ga——凿岩机重量
gr——钎杆重量
gh——液压操作台重量
2.凿岩机处在钻凿炮孔的过程中，称为第二工况。此时动臂承受的载荷除有推进器重量、凿岩机重量、钎杆重量及液压操纵台重量以外，还有补偿油缸对工作面的预紧力和有变化的凿岩机的冲击力。那么，此时的计算*大载荷为：g2max=-g1max+fp1+fp2
式中 g2max——第二工况时，动臂承受的*大载荷
fp1——凿岩机的冲击力
fp2——补偿油缸对工作面的预紧力
以上两种工况作为动臂静态强度*大载荷情况，也作为静态强度实验的模拟载荷。
应变测试实验过程
动臂模拟加载装置
图1为*一工况动臂模拟加载装置，图2为第二工况动臂模拟加载装置。为简化实验部件，原动臂、支臂、油缸和倾斜油缸用固定拉杆代替。加载办法按两种工况分别进行，用标准码加载。测量仪器采用聚航科技生产的jhyc静态应变仪，多通道测量、软件式操作、功能强大、精度高。
贴片位置选择原则
1.能够代表电算标定的14个结点中主要的断面位置。
2.能够包括危险断面、内力有变化的断面和形状尺寸有变化的断面。
3.能够代表一些需要了解其应力状态的断面。
图3为电算动臂力学模型结点图。根据贴片选择原则，在结点7断面处w轴正向贴有检验扭转应力的贴片，在结点12、13断面处w轴正向贴有应变花，以检验动臂侧面剪应力的影响。对电算标定的4、7、8、9、10、11各断面，按主应力为已知方向选用箔式应变单片，对12、13断面选用箔式应变花。
加载方法
1. *一工况按2000n、4000n、5000n三级加载。
2.第二工况按1000n、2000n、3000n三级加载。
动臂的静态应变测试
表1、表2为全部实验采集的应变值和部分换算的应力值。（a为断面右上角；b为断面左下角；c为断面上中点；d为断面右中点）
从表1、表2中的电测统计应力值，可得知7点处两种工况电测应力值较大。在*一工况下，*大弯曲应力σmax1=130.8mpa，在第二工况下，*大弯曲应力σmax2=89.8mpa，按20号无缝钢管σ=250mpa，则其安全系数分别为n1=250/130.8≈1.91，n2=250/89.8≈2.78。从静态*大弯曲应力值分析，一般安全系数宜取1.6-1.7，所以认为此结构偏于安全的。
实验结论
动臂的强度设计既要保证凿岩机钻凿状态工作的稳定性，提高钻孔速度，又要使整机重量不超过伞钻标准规定的限度，适应竖井井筒掘进机械配套提升能力的要求。从动臂静态强度实验分析得出如下结论：
1.新设计的动臂结构强度是好的。
2.为提高7点处的强度，应适当加强7点的筋板，以减少应力。
3.从电测扭转剪应力值看，数值是较小的，对各结点危险部位的应力状态单元体的*大主应力影响不大，电算时，忽略剪应力的影响是可行的。