對起重機械金屬結構疲勞可靠性分析探討

雷海濤

摘 要：隨著我國工業現代化的不斷發展，工業設備的自動化與機械化程度不斷提高。在設備自動化與機械化發展過程中，起重機械發揮著重要的作用，被廣泛應用于各大工業生產活動中。因此本文將結合起重機機械的特點，分析起重機機械金屬結構疲勞的成因并提出解決辦法，有效提高起重機械運行的安全性與可靠性，促進工業的發展。

關鍵詞：起重機械金屬結構;疲勞斷裂;可靠性;分析探討

前言：在現代化的工業中，起重機械是不可缺少的重要工程設備，在工程領域中應用起重機械可以極大的減少人工勞動，提高工程的生產效率。起重機械是以間歇、周期性重復的方式運行，會起吊不同重量的載荷，同時起重機械的工作環境也會影響起重機械的運行。當起重機械需要經常起吊比較中的重物且使用頻率比較高的情況下，久而久之會導致起重機械的金屬結構出現疲勞斷裂的情況，對起重機械的可靠性產生不良的影響，甚至會引發重大事故，因此需要對起重機械的金屬結構進行疲勞可靠性進行分析研究。

一、起重機械金屬結構疲勞斷裂的原因

起重機械的金屬結構相當于起重機械的骨架，在起重機械的工作循環中承受著自重載荷、額定載荷、沖擊載荷、動載荷等載荷的沖擊。在起重機械循環往復和高負荷的運行下，其金屬結構的一個或一些點在干擾應力的影響下，不斷循環，當應力循環次數達到一定程度后產生微小裂縫，這些微小裂縫會隨著應力循環次數的增加不斷擴散，最終導致金屬結構突然斷裂。研究起重機械金屬結構疲勞斷裂的問題，可以幫助我們更好的掌握起重機械金屬結構的實際運行壽命，為起重機械安全穩定運行打下堅實的基礎，提高起重機械使用的安全性與可靠性。

二、起重機械金屬結構疲勞斷裂可靠性分析

通過對起重機械金屬結構疲勞斷裂的研究可以得知，起重機械的疲勞斷裂要經過產生裂縫，裂縫擴展，疲勞斷裂三個時期，需要較長時間的積累。想要提高起重機械在工程生產中的機械可靠性，減少機械疲勞斷裂的可能，需要對起重機械的信息與各項數據進行收集，并做好相關的金屬疲勞性試驗。在起重機械實際使用中，疲勞斷裂發生前金屬結構往往沒有明顯的變形，起重機械仍然可以正常工作，因此疲勞斷裂是突發性的事故。隨著越來越多起重機械疲勞斷裂的情況出現，人們對于起重機械可靠性的重視程度不斷增加。

我國對于起重機械金屬結構的疲勞斷裂給予了足夠的重視，通過對起重機械的正軌、半偏、全偏等三種箱型梁進行研究，我國已經掌握了金屬結構疲勞壽命的計算方法，以及疲勞斷裂的曲線內容等，在學術界中具有重要的地位，其成果已應用到起重機械的實際生產中。以下是幾種分析起重機械疲勞斷裂可靠性的方法。

1.斷裂力學法

斷裂力學法可以在一定程度上改善應立法上的缺陷，此種方法的基礎是斷裂力學，通過對起重機械的裂紋進行研究，對起重機械的斷裂拓展等進行評估?？梢詫⑵鹬貦C械斷裂的過程進行細致的描述，在理論方面可以更加合理的分析斷裂的過程。但斷裂力學法的數據不夠精確，因起重機械的工作環境較為惡劣，且實際應用中的荷載不同，因此難以對起重機械的裂紋進行準確的判斷，從而出現計算的誤差。

2.局部應力應變法

此種方法是評估起重機械使用壽命最常用的一種方法，在我國工業等各領域的疲勞壽命評估中十分重要，被廣泛應用到各大領域。但局部應力應變法無法對起重機械進行高強度疲勞的應力計算，在算法方面存在一定的缺陷，從而導致因計算經驗的不足而造成的計算誤差。

3.神經網絡計算法

在分析起重機械疲勞可靠性的過程中，其他方法都存在著一定的理論缺陷。實際的工程應用中難以用方程和公式進行全方面的計算，盡管可以利用極限狀態方程，使起重機械疲勞斷裂的數據盡可能的趨向于準確值，但是卻不可避免存在一定的計算缺陷，需要進一步的研究與發展。在此背景下，研究人員開始利用神經網絡計算法對起重機械的疲勞斷裂進行研究，通過神經網絡函數的近似替代等方法，有效的解決疲勞斷裂可靠性分析中的各種數據，極大的提高計算的準確度。因神經網絡計算法的計算思路簡單且編程容易，被廣泛應用在工程的各大領域中。

三、加強對起重機械疲勞程度的計算

在實際的工業生產中，我們可以建立一套較為全面的計算系統，通過運用具體的計算方法實現對起重機械疲勞程度的全面計算與分析，在起重機械的制造過程中配合嚴格的焊接方法，盡可能的降低起重機械疲勞斷裂的出現可能性，提高起重機械在工程應用中的可靠性，在對疲勞程度計算的數據分析與整理過程中，制定系統的解決方案，切實保障工業生產中起重機的正常工作，避免疲勞斷裂事故的產生。

結束語

隨著我國工業的不斷發展，對起重機的應用越來越廣泛，要求也隨之提高。因此起重機械的工作可靠性是影響工業生產效率的關鍵因素。本文通過目前學術界的研究狀況，指出起重機械疲勞斷裂出現的因素和解決方法，希望提高工業生產中起重機械的可靠性，建立與完善相關的保障體系，防止起重機械應用中安全事故的出現，促進工業的穩定發展。

參考文獻

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