门式起重机主梁疲劳寿命分析 - 建筑机械.pdf

DESIGN CALCULATION 设计计算 门式起重机主梁疲劳寿命分析 刘敬知，殷晨波 （南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京 211816 ） ［摘要］运用有限元疲劳分析软件MSC.Fatigue对门式起重机主梁进行指定载荷历程下的疲劳分析， 获得了主梁的疲劳寿命分布云图，直观地显示主梁结构各个部分的疲劳寿命，为门式起重机结构设计的 改进提供了理论依据。 ［关键词］门式起重机；主梁；疲劳寿命；有限元 ［中图分类号］TH213.5 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2012 ）12-0097-06 Analysis of fatigue life on main beam of gantry crane LIU Jing-zhi ，YIN Chen-bo 1 疲劳寿命计算法——名义应力法 该结构的静应力值。 2.1 主梁有限元模型的建立 根据实际统计资料和起重机设计规范可知， 2.1.1 门式起重机状况及主要性能参数 造船门式起重机的疲劳寿命远大于104次。并且工 本文评估的起重机为南京市沿江工地上正在 作时受脉动循环疲劳载荷，疲劳破坏时应力值未达 施工的某机械公司生产的300t/43mA型双梁造船 到材料的屈服极限值，破坏部位的应力应变关系符 门式起重机，主梁采用双梁箱型结构（见图2 ）， 合线弹性关系，可确定为高周疲劳。估算高周疲劳 在两根主梁的面板上设有4根轨道供上、下小车行 寿命采用名义应力法（又称常规疲劳分析法）。用 走。该机已经服役4年，其主要性能参数和结构简 名义应力法估算结构疲劳寿命的步骤如图1所示。 图分别见表1和图3。 材料的 载荷谱 S N - 曲线 确定结构 危险部位的 危险部位 危险部位 名义应力 疲劳寿命 结构的有 疲劳累积 限元分析 损伤理论 图2 双梁箱型结构 图1 名义应力法疲劳寿命估算的步骤 2.1.2 建立主梁有限元模型 由于主梁结构和负载具有对称性，故可取整 2 主梁结构有限元分析 个主梁的一半导入Hypermesh 中对其进行网格划 分、约束及加载，建立主梁的有限元计算模型。 从名义应力法疲劳寿命估算的步骤可以看 出，疲劳分析是基于结构的有限元分析结果，结合 ［收稿日期］ - - 2012 08 01 载荷变化历史和材料的疲劳参数，应用相应的疲劳