对起重机械金属结构疲劳可靠性分析探讨

雷海涛

摘 要：随着我国工业现代化的不断发展，工业设备的自动化与机械化程度不断提高。在设备自动化与机械化发展过程中，起重机械发挥着重要的作用，被广泛应用于各大工业生产活动中。因此本文将结合起重机机械的特点，分析起重机机械金属结构疲劳的成因并提出解决办法，有效提高起重机械运行的安全性与可靠性，促进工业的发展。

关键词：起重机械金属结构;疲劳断裂;可靠性;分析探讨

前言：在现代化的工业中，起重机械是不可缺少的重要工程设备，在工程领域中应用起重机械可以极大的减少人工劳动，提高工程的生产效率。起重机械是以间歇、周期性重复的方式运行，会起吊不同重量的载荷，同时起重机械的工作环境也会影响起重机械的运行。当起重机械需要经常起吊比较中的重物且使用频率比较高的情况下，久而久之会导致起重机械的金属结构出现疲劳断裂的情况，对起重机械的可靠性产生不良的影響，甚至会引发重大事故，因此需要对起重机械的金属结构进行疲劳可靠性进行分析研究。

一、起重机械金属结构疲劳断裂的原因

起重机械的金属结构相当于起重机械的骨架，在起重机械的工作循环中承受着自重载荷、额定载荷、冲击载荷、动载荷等载荷的冲击。在起重机械循环往复和高负荷的运行下，其金属结构的一个或一些点在干扰应力的影响下，不断循环，当应力循环次数达到一定程度后产生微小裂缝，这些微小裂缝会随着应力循环次数的增加不断扩散，最终导致金属结构突然断裂。研究起重机械金属结构疲劳断裂的问题，可以帮助我们更好的掌握起重机械金属结构的实际运行寿命，为起重机械安全稳定运行打下坚实的基础，提高起重机械使用的安全性与可靠性。

二、起重机械金属结构疲劳断裂可靠性分析

通过对起重机械金属结构疲劳断裂的研究可以得知，起重机械的疲劳断裂要经过产生裂缝，裂缝扩展，疲劳断裂三个时期，需要较长时间的积累。想要提高起重机械在工程生产中的机械可靠性，减少机械疲劳断裂的可能，需要对起重机械的信息与各项数据进行收集，并做好相关的金属疲劳性试验。在起重机械实际使用中，疲劳断裂发生前金属结构往往没有明显的变形，起重机械仍然可以正常工作，因此疲劳断裂是突发性的事故。随着越来越多起重机械疲劳断裂的情况出现，人们对于起重机械可靠性的重视程度不断增加。

我国对于起重机械金属结构的疲劳断裂给予了足够的重视，通过对起重机械的正轨、半偏、全偏等三种箱型梁进行研究，我国已经掌握了金属结构疲劳寿命的计算方法，以及疲劳断裂的曲线内容等，在学术界中具有重要的地位，其成果已应用到起重机械的实际生产中。以下是几种分析起重机械疲劳断裂可靠性的方法。

1.断裂力学法

断裂力学法可以在一定程度上改善应立法上的缺陷，此种方法的基础是断裂力学，通过对起重机械的裂纹进行研究，对起重机械的断裂拓展等进行评估。可以将起重机械断裂的过程进行细致的描述，在理论方面可以更加合理的分析断裂的过程。但断裂力学法的数据不够精确，因起重机械的工作环境较为恶劣，且实际应用中的荷载不同，因此难以对起重机械的裂纹进行准确的判断，从而出现计算的误差。

2.局部应力应变法

此种方法是评估起重机械使用寿命最常用的一种方法，在我国工业等各领域的疲劳寿命评估中十分重要，被广泛应用到各大领域。但局部应力应变法无法对起重机械进行高强度疲劳的应力计算，在算法方面存在一定的缺陷，从而导致因计算经验的不足而造成的计算误差。

3.神经网络计算法

在分析起重机械疲劳可靠性的过程中，其他方法都存在着一定的理论缺陷。实际的工程应用中难以用方程和公式进行全方面的计算，尽管可以利用极限状态方程，使起重机械疲劳断裂的数据尽可能的趋向于准确值，但是却不可避免存在一定的计算缺陷，需要进一步的研究与发展。在此背景下，研究人员开始利用神经网络计算法对起重机械的疲劳断裂进行研究，通过神经网络函数的近似替代等方法，有效的解决疲劳断裂可靠性分析中的各种数据，极大的提高计算的准确度。因神经网络计算法的计算思路简单且编程容易，被广泛应用在工程的各大领域中。

三、加强对起重机械疲劳程度的计算

在实际的工业生产中，我们可以建立一套较为全面的计算系统，通过运用具体的计算方法实现对起重机械疲劳程度的全面计算与分析，在起重机械的制造过程中配合严格的焊接方法，尽可能的降低起重机械疲劳断裂的出现可能性，提高起重机械在工程应用中的可靠性，在对疲劳程度计算的数据分析与整理过程中，制定系统的解决方案，切实保障工业生产中起重机的正常工作，避免疲劳断裂事故的产生。

结束语

随着我国工业的不断发展，对起重机的应用越来越广泛，要求也随之提高。因此起重机械的工作可靠性是影响工业生产效率的关键因素。本文通过目前学术界的研究状况，指出起重机械疲劳断裂出现的因素和解决方法，希望提高工业生产中起重机械的可靠性，建立与完善相关的保障体系，防止起重机械应用中安全事故的出现，促进工业的稳定发展。

参考文献

[1]权建红.探究起重机机械疲劳可靠性分析的新进展[J].中国设备工程，2021（11）：157-158.

[2]张小丽.起重机械疲劳断裂可靠性分析探究[J].中国设备工程，2019（13）：84-85.

[3]董永平，彭开锋.探究起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展[J].装备维修技术，2019（02）：96.76D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3