起重机金属结构疲劳寿命评估系统开发

吕晶晶，陈江义

1 引言

近年来，随着工业生产率的提高，起重机大部分运行时间处在高应力水平下，容易造成金属结构疲劳破坏甚至引发安全事故。疲劳破坏作为起重机金属结构主要破坏形式，决定了起重机的使用寿命[1]。国内外针对起重机剩余疲劳寿命估算做出很多理论研究，文献[2]利用对网格不敏感的等效结构应力和主S-N曲线的Verity方法来预测焊接结构的疲劳强度；文献[3]提出将损伤力学与断裂力学相结合共同估算起重机疲劳寿命的技术；文献[4]阐述了常用的基于损伤理论的力学方法、断裂力学方法、基于信息新技术的衍生方法，并比较了三类方法的优缺点；文献[5]对机械重大装备寿命预测作了综述，总结的各种方法为起重机金属结构寿命预测提供借鉴的方向。上述研究有些停留在理论层面，有些针对起重机金属结构适用性不足。另外，采用专业的寿命评估软件如FE-SAFE[6]进行寿命预测也是一种选择，但该商用软件对象并不针对起重机，使用起来方便性不够强。因此根据起重机实际工作情况，选取合适寿命预测方法，在商用软件基础上进行二次开发，可以提高起重机金属结构的设计效率和质量。基于此，这里详细讨论了起重机金属结构寿命评估中用到的关键技术，并利用VB环境及参数化设计语言（APDL）在ANSYS环境下二次开发出起重机金属结构疲劳寿命评估系统，并给出了具体的工程应用实例。

2 关键技术

2.1 寿命评估过程

起重机……