文献翻译“Fatigue life prediction of the metalwork of atravelling gantry crane”

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1、龙门起重机金属结构的疲劳寿命预测V.A.Kopnov摘要内在的疲劳曲线应用到龙门起重机金属结构的疲劳寿命预测问题。被用在森林工业中的起重机在林场里对各种不同的工况进行研究，并且做出相应的应变测量。对负载的循环周期进行计算，下雨循环计数技术得到了应用。为了得到周期的平均数，在一年内这些起重机运作的样本被观察。疲劳失效分析表明，一些元件的故障是自然的系统因素造成的，而不能用一些随意的原因来解释。1999年Elsevier公司科学有限公司。保留所有权利。关键词：起重机、疲劳评估、应变测量1.绪论频繁观测龙门起重机LT62B在工作时金属结构疲劳失效。疲劳裂纹

2、沿着起重机的主梁焊接接头进行传播，并且能坚持三四年。这种起重机在森林工业的伐木林场被广泛使用，用来转移完整长度的原木和锯木到火车上，起重量达到32吨。这种类型的起重机大约有1000台工作在俄罗斯森林工业的企业中。问题在于找到限制起重机寿命的最薄弱的因素，预测其疲劳强度，并给制造商建议，以提高起重机的寿命。2.起重机运行分析为了分析，在叶卡特琳堡地区的林场码头选中了一台龙门起重机LT62B，这台起重机能供应两台在伐木场建立的存储仓库，并且能转运木头到火车上，这条铁路通过存储仓库。这些设备被安装使得货物能在起重机的跨度范围内转运。一个起重机的示意图如图1

3、.图1起重机简图检查起重机的工作之后就可能做出一系列的假设：·如果每月从森林里运走的原木超过加工率，即使有一个原木存储的仓库，这个起重机所能做的工作，也只是转运到加工的原木的堆数在所供给的实际原木堆数的平均值之下；·当加工率超过原木从森林运出的速度时，起重机就希望操作量更大些，相当于木材数量越多锯木厂赚取的越少；·原木仓库不同；大量的木材的高度被认为是最高的；·仓库在锯木场的一侧发生变化；·加工总量大于平均1.4倍的由于额外运输的总量。2.1搬运强度据了解，每年的搬运强度是无规律的，不能被视为一个平稳的过程。非平稳流动的道路列车的性质在23家企业中已

4、经研究了5年的时间，结果表明在年复一年中，对于每个企业来说，每个月的搬运强度都是不同的。这可以由各种系统和随机效应对搬运的影响的复杂性来解释：天气条件、道路条件和货车车队等，所有被运送到存储仓库的木材，在一年内应该被处理。因此在春季和秋季搬运木材的可能性越来越小，冬天搬运的可能性越来越大。然而在冬天搬运强度要大大超过加工强度，在夏天，更多的情况下是整根长的木材加工的比运出去的要多。通过一年的观察，从118个搬运值的观察所了解到的数据进行分析，评价相关的搬运强度（吨）占年度装载量的百分比是可能实现的。该搬运的数据被记录在起重机预期值表1中，它可以被应用

5、到估计疲劳寿命中，尤其是应力已经测出来的检查过的起重机（见稍后）。将有可能为每一台起重机建立每个月所负荷的载重量这些数据，而无需困难的统计调查。此外，为了解决寿命预测这个难题，对起重机的载荷就有一个要求值，并且在类似的工作环境下把它作为起重机载荷的期望值。每月搬运价值的分布Q(t)用相对强度q(t)表示为：Q(t)=Q(Aq(t)+8.33)/100(m)，（1）其中Q是每年存储的装载量，A是设计的最大存储量占Q的百分比。对于效率为每年40万m³的起重机并且A等于10%的情况下，由Q可得到搬运载荷的容许值，列在表2中，总量56000m³每年，用K表示

6、。2.2装载木块的数量这些一系列的操作诸如夹紧、吊装、转移、降低和释放载荷可被视为起重机的一个运行周期（加载块）。参照这个调查结果，以一个周期的时间为变量，呈正态分布，平均值为11.5分钟，标准差为1.5分钟。不幸的是，这个特点不能简单地用来定义任何时间内操作周期的数目，因为载荷的变化是很不规律的。使用起重机总运行时间来评估它的周期，很容易出现重大错误并且周期数目与真实值有较大误差。因此，最好是向下面这样做：单位载荷下的体积可以由随机变量ζ带入分布函数F(t)得到=22m³，与标称容积的标准偏差=3m³。知道了一个月或一年加工过的总量，就有可能利用更

7、新论的方法来决定操作周期的数目的分配参数。图2载荷的随机更新过程根据这些方法，任意的更新过程都包含在图2中，（随机变量ζ）负荷形成一个流动的数据链：（2）在更新论中，具有分布函数的随机变量可以被理解为失败单位的回收或者要求收据的时刻。在n次操作后的的值被看做更新的时刻。令=P{},函数的递推公式为：，（3）假设v(t)是在运作周期内转移货物的数量，实际中，总的转移货物的吨数本质上是大于一个单位的负荷的，因此也有利于利用更新过程的渐进性.根据下面适当的限制重建定理，需要将吨数t转变为随机变量周期v，它是一个近似的正态分布而不依赖于单位载荷的分布函数的形

8、式（只对不同的格式分配进行限制），其均值和方差为：，（4）方程式（4）利用表2给出的每个月的平均操作量周期的