一种门座起重机金属结构疲劳寿命估算方法

王保卫

深圳市质量安全检验检测研究院

1 引言

门座起重机作业工况复杂，载荷情况多变，疲劳破坏是其金属结构失效的主要形式。对于已服役时间较长，或者已经超期服役的老旧门座起重机，其金属结构内部可能已经出现不同程度的损伤，这些损伤隐藏在结构内部，难以辨别，一旦失效危害巨大，有必要对这类起重机进行金属结构疲劳寿命估算。

由金属材料组合而成的结构件，其疲劳寿命除了取决于所用材料的寿命外，还与结构的形状、制造质量、使用状况和环境条件等因素有关，而且这些因素都是不确定的。目前广泛采用名义应力法来估算起重机金属结构的疲劳寿命。

应用名义应力法进行结构疲劳寿命估算的依据,是应力谱和材料的抗力指标S-N曲线。其基本估算思路是,从材料的S-N曲线出发,并考虑各种影响因素,得到构件的P-S-N曲线。其方法为:在主要承载结构件的主要受力部位设多个应力测试点,根据门座起重机主要承载结构件在装卸作业情况下的现场测试,得到主要承载结构件测点的动载应力时间历程曲线,并应用雨流计数法进行统计分析,再按照线性累积损伤理论,并结合起重机械的使用记录(年限、装卸量等)和主要结构的技术状况,进行金属结构的疲劳寿命与剩余安全使用期限的预测估算[1]。

2 门座起重机金属结构疲劳寿命估算方法

2.1 线性累积损伤理论

目前已有多种疲劳损伤理论，其中，工程中使用最广泛的是Miner线性累积损伤理论。……