杨子集

[摘要]随着建筑业的发展，在用塔式起重机（以下简称塔机）数量不断增加，塔机事故也频繁发生。对现场多起事故分析发现：造成事故发生的原因有很多，但是有相当部分是由于塔机的结构件存在缺陷或超期使用而引发的疲劳破坏。目前对塔机的报废没有统一标准，所以确定在役塔机能否继续服役，还能服役多长时間已成为急需解决的问题。介绍以名义应力法为基础预测塔机剩余寿命的主要步骤，给出了利用有限元法与疲劳寿命分析软件MSC/FATIGUE 相结合预测塔机金属结构剩余寿命的方法与思路。

[关键词]塔式起重机；使用寿命；有限元法

1 疲劳寿命计算方法

疲劳寿命计算方法可分为3 种：名义应力寿命法、局部应变寿命法和裂纹扩展计算方法。由于塔机在运行中所经历的载荷历程，其最大应力远低于材料的比例极限，其变形均为线弹性变形，处于低应力高频疲劳状态。所以塔机金属结构疲劳属于高周疲劳。估算高周疲劳寿命常用方法是名义应力法[1]。其基本思路是：从材料的S-N 曲线出发，考虑各种影响系数得出构件的S - N 曲线，结合实测应力谱，按照线性累积损伤理论即Miner理论及其派生出来的寿命估算式进行估算，再结合塔机的结构状态进行综合分析，估算出起重机的安全使用寿命。名义应力法进行疲劳寿命预测的步骤如下。

1）有限元分析确定结构中的疲劳危险部位。

2）求出危险部位的名义应力和应力集中系数。

3）根据载荷谱确定危险部位的名义应力谱。……