门式起重机应力谱与主梁疲劳寿命预估

作者：王继东; 卿慧; 边强

来源：武汉大学学报(工学版), 2021, 54(03): 263-268.

DOI：10.14188/j.1671-8844.2021-03-011

• 应力谱
• 仿真
• 应力强度因子
• 裂纹
• 寿命预估

目前门式起重机疲劳事故频发,用于计算门式起重机寿命的应力谱难以获得,寿命预测公式与实际工况差别较大。首先,对实测的一段时间内的门式起重机的特征参数分别进行似然比检测和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)数值拟合,刻画出门式起重机载荷-应力历程的最佳参数概率分布模型,再运用雨流计数法获得门式起重机寿命预估所需要的应力谱;然后,结合Forman疲劳裂纹扩展公式和Miner连续损伤理论,研究了线弹性裂纹与弹塑性裂纹的应力强度因子,并推导出了门式起重机主梁在恒定载荷与交变载荷作用下的疲劳寿命公式;最后,运用上述方法所得到的应力谱、寿命公式进行模拟计算和同步试验,并对模拟结果和试验结果进行比对,发现模拟计算的应力谱与试验所得的应力谱的误差仅为3.43%,验证了应力谱计算方法的正确性,且该研究工况与门式起重机的工况更加接近,能较准确地预测出门式起重机的寿命。

• 单位
  郑州工程技术学院; 太原科技大学; 黄河交通学院