王小燕

南京市特种设备安全监督检验研究院 南京 210019

0 引言

履带起重机是一种广泛应用于施工现场的动臂式起重机，具有通过性好、适应性强等特性，包括行走机构、回转机构、变幅机构、起升机构和臂架结构等部分[1]。其中，臂架结构能同时起到变幅和承载的作用，是履带起重机的关键部件。在长时间使用后，臂架金属结构可能会出现磨损、腐蚀、裂纹、变形等现象，对履带起重机的安全性能造成一定影响。因此，对老旧履带起重机进行安全性能评估时，其臂架金属结构的分析显得尤为重要。

本文以P＆H7150型履带起重机臂架金属结构为研究对象，通过Abaqus软件进行仿真分析，并通过现场应力测试对其应力进行分析，验证其结构强度是否满足使用要求，为该类型起重机的设计、制造、应力测试和检验等提供参考依据。

1 起重机基本参数

P&H 7150型履带起重机于1987年制造，其臂架金属结构如图1所示，由臂架前节、中间节和臂架尾节等3部分组成。臂架长度通过增减不同数量的中间节进行改变，臂架长度最短为18.29 m，最长为82.3 m，工作幅度为5～62 m，最大起重量为150 t。臂架金属结构由3种不同尺寸的无缝钢管焊接而成，主弦杆直径为114 mm，厚度为7.4 mm；第一类腹杆直径为76 mm，厚度为2.8 mm；第二类腹杆直径为65 mm，厚度为2.8 mm。本次软件仿真和现场实测的履带起重机臂架，如图2所示，全长为57.91 m，包括臂架前节、6节中间节和臂架尾节。

图1 履带起重机实物图

图2 臂架结构示意图

由随机资料可知，该起重机主臂材料为STK490ME。查阅日本工业标准JⅠS G3444—2015《一般结构用碳素钢管》，屈服强度σs≥315 MPa，抗拉强度σb≥490 MPa，泊松比V为0.274[2]。……