桥式起重机随机应力谱获取与疲劳剩余寿命估算.pdf

第 48 卷第 18 期 机 械 工 程 学 报 Vol.48 No.18 2 0 1 2 年 9 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Sep. 2 0 1 2 DOI ：10.3901/JME.2012.18.192 桥式起重机随机应力谱获取及疲劳剩余寿命估算 1, 2 2 2 王爱红 徐格宁 高有山 (1. 兰州理工大学机电学院 兰州 730050 ； 2. 太原科技大学机械工程学院 太原 030024) 摘要：为估算桥式起重机金属结构疲劳剩余寿命，保证起重机使用安全，需要获取结构疲劳核算点应力谱。起重量、起升卸 载位置和起重小车是否过中点是获取应力谱的特征参数。通过现场采集特征参数数据，经统计检验，建立特征参数的概率分 布模型。采用拉丁超立方抽样，产生特征参数随机数样本，以动态仿真计算疲劳核算点的应力—时间历程，以雨流计数获得 双参数应力谱，运用 Forman 公式估算疲劳剩余寿命。用上述方法对样机进行仿真计算，获得检测周期内 10 级应力谱，剩余 疲劳寿命为 32.8 年，与试验应力谱计算的疲劳剩余寿命误差为 6.26% 。试验结果表明，采用仿真应力谱替代试验应力谱进行 疲劳剩余寿命评估是可行的，所提出基于“实测+统计+抽样+ 比对+仿真”组合策略的起重机载荷谱获取和疲劳剩余寿命评估 方法，具有周期短、成本低的优点。 关键词：应力谱 动态仿真 雨流计数法 疲劳剩余寿命 中图分类号：TH21 Random Stress Spectrum Acquisition and Fatigue Residual Life Estimate for Overhead Travelling Crane WANG Aihong1, 2 XU Gening2 GAO Youshan2 (1. College of Mechanical Electronic Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050; 2. College of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024) Abstract ：It is necessary to obtain the stress spectrum of structural fatigue accounting point in order to estimate the fatigue residual life of metal structure of overhead travelling crane and ensure crane safety. The characteristic parameters of stress spectrum are lifting weight, lifting position, unloading position and whether through the midpoint of span. The probability distribution model of the characteristic parameters is built with the data by collected characteristic parameters on the spot and statistical tested.