流动式起重机臂架结构疲劳剩余寿命安全评估

董福盛

(山西省检验检测中心特种设备检验技术研究所，山西 太原 030006)

0 引言

近年来，由于对流动式起重机安全服役的可靠性要求越来越高，需要对在役的流动式起重机臂架结构进行寿命预测评估，使其能够在安全可靠的范围内发挥更大的价值。本文将统计不同额定起重量的流动式起重机的实际起重量及起吊次数，基于人工神经网络模型，通过训练获取合适的权数，把需要进行寿命评估的起重机的起重量输入到训练好的神经网络程序，获得对应的起吊次数；然后将断裂力学Paris-Erdogan方程和Miner疲劳损伤累积理论相结合，通过调整累积损伤量来实现变幅应力间的干涉，从而得到流动式起重机臂架结构在变幅载荷作用下的预期使用寿命[1-3]。

1 流动式起重机臂架结构力学分析

流动式起重机臂架结构受力简图如图1所示。图1中，α为臂架与水平地面的夹角，β为起升绳与臂架的夹角，S为起升绳拉力，Q为垂直方向受力。

1,2,3-伸缩臂

1.1 流动式起重机臂架结构强度计算

流动式起重机臂架结构的应力σx由下式计算：

(1)

其中：P为流动式起重机臂架结构的轴向压力，P=S·cosβ+Q·sinα；My、Mz分别为流动式起重机臂架在变幅平面和旋转平面由横向载荷引起的计算截面弯矩；P临y、P临z分别为流动式起重机臂架在旋转平面和变幅平面吊臂的临界力；A为流动式起重机臂架结构计算截面的截面积；Wy、Wz分别为流动式起重机臂架结构计算截面对y轴和z轴的断面模数。

1.2 流动式起重机臂架结构刚度计算

流动式起重机臂架结构的z向变形fz由下式计算：