探究起重機(jī)械疲勞斷裂可靠性分析的新進(jìn)展

周宇

摘 要：金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞斷裂的現(xiàn)象，極有可能對起重機(jī)械的使用期限造成影響，文章圍繞起重機(jī)械疲勞斷裂的可靠性，對起重機(jī)械的新進(jìn)展提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；疲勞斷裂；可靠性

起重機(jī)械的作業(yè)原理是基于交變應(yīng)力的基礎(chǔ)上，在其運(yùn)行的同時(shí)難免會不停的循環(huán)，在不停運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下起重機(jī)械額的疲勞期限便會達(dá)到極限，為此，起重機(jī)械主梁具有高應(yīng)力的部位便會出現(xiàn)疲勞斷裂的現(xiàn)象。現(xiàn)階段在我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程中，關(guān)于起重機(jī)械的種類與數(shù)量較多，然而在產(chǎn)品的質(zhì)量方面與使用的安全上也存在一定的差異性，以上種種因素皆會造成起重機(jī)械疲勞斷裂的現(xiàn)象。若對使用時(shí)長較長的起重機(jī)械進(jìn)行無損檢測，盡管可以避免疲勞現(xiàn)象的出現(xiàn)，然而該檢測方法的費(fèi)用成本比較高，在經(jīng)濟(jì)性方面缺乏一定的考慮。為此，文章中針對起重機(jī)械疲勞斷裂的可靠性，對其進(jìn)展進(jìn)行了分析。

1 起重機(jī)械的疲勞斷裂現(xiàn)象

在起重機(jī)械的相關(guān)元件中，造成元件出現(xiàn)問題的重要因素之一便是疲勞斷裂，通常狀況下，當(dāng)起重機(jī)械中的初始元件低于本身的強(qiáng)度極限或是靜應(yīng)力時(shí)，那么將不會出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，然而元件長時(shí)間低于初始元件低于本身的強(qiáng)度極限或是靜應(yīng)力，那么在元件中將會出現(xiàn)疲勞斷裂的現(xiàn)象[1]。通常來說，起重機(jī)械的疲勞斷裂主要有以下三個(gè)環(huán)節(jié)，即產(chǎn)生裂縫、裂縫擴(kuò)大、以及斷裂，與其他問題不同的是起重機(jī)械的斷裂不存在突發(fā)性，出現(xiàn)時(shí)一般沒有固定的預(yù)兆，為此，起重機(jī)械在使用安全方面具有一定的威脅。從相關(guān)的調(diào)查可以得知，造成疲勞斷裂的原因和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)存在很大關(guān)系，若其中應(yīng)力比較小，且經(jīng)過了長時(shí)間的循環(huán)，那么該起重機(jī)械的使用時(shí)間會在原來的基礎(chǔ)上增加。

2 起重機(jī)械疲勞斷裂可靠性新進(jìn)展

在社會發(fā)展以及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展中，起重機(jī)械是非常必要的機(jī)械設(shè)備之一，受國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，在起重機(jī)械的使用方面，其規(guī)模也在逐漸的擴(kuò)大，關(guān)于其中機(jī)械制造、安裝、以及維修的公司也逐漸增多，然而由于一些相關(guān)的公司的技術(shù)人員、相關(guān)設(shè)備缺乏時(shí)代性觀念，設(shè)備沒有及時(shí)的更新，加之地區(qū)之間的差異性較大，由此為起重機(jī)械的使用安全以及有效運(yùn)行造成了一定的威脅。

針對起重機(jī)械的疲勞斷裂現(xiàn)象，是機(jī)械在不斷運(yùn)行過程中損傷累積的過程，一般起重機(jī)械在出現(xiàn)疲勞斷裂情況之前，沒有較為明顯的變形現(xiàn)象，為此，疲勞斷裂的現(xiàn)象在發(fā)生時(shí)，具有一定的突然性，所以，由于其中機(jī)械的疲勞斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)的故障具有一定的危害性，為此也會為起重機(jī)械的運(yùn)行帶來一定影響[2]。受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，各行各業(yè)中對于其中機(jī)械的應(yīng)用也愈發(fā)普遍，在其中，起重機(jī)械出現(xiàn)故障的幾率在逐漸的增長，在工業(yè)事故中，起重機(jī)械的疲勞斷裂現(xiàn)象已經(jīng)達(dá)到了17%左右，因?yàn)槠鹬貦C(jī)械出現(xiàn)疲勞斷裂現(xiàn)象而導(dǎo)致的重大事故也較為常見，例如曾經(jīng)某煉鋼廠內(nèi)出現(xiàn)的鑄造起重機(jī)主梁斷裂故障，便是因?yàn)槠鹬貦C(jī)械的疲勞斷裂現(xiàn)象導(dǎo)致，這次事故中，鑄鋼廠的起重機(jī)不僅整體坍塌，同時(shí)也造成了人員傷亡，為人們的財(cái)產(chǎn)、生命安全、企業(yè)的名譽(yù)均帶了很大的威脅。

為此，我們對起重機(jī)械疲勞斷裂現(xiàn)象的可靠性進(jìn)展進(jìn)行了分析，通過分析，我們可以預(yù)估起重機(jī)械剩余的使用期限，并且在此基礎(chǔ)上，全面預(yù)防疲勞斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，通過分析，我們能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)的合理設(shè)計(jì)、以及制造檢驗(yàn)等方面提出相應(yīng)的合理要求，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行補(bǔ)充以及優(yōu)化完善。

我國在起重機(jī)械的使用中一些相關(guān)的研究人員已經(jīng)對起重機(jī)箱型梁的疲勞強(qiáng)度區(qū)別進(jìn)行了深入的探究，通過相關(guān)人員的研究，我們得知了其中機(jī)械的疲勞鍛煉曲線與起重機(jī)械剩余的使用期限計(jì)算公式。除此之外，相關(guān)的研究人員通過詳細(xì)的研究，也掌握了一般起重機(jī)械元件使用壽命的預(yù)估方式，將其和焊接箱形的主梁疲勞度進(jìn)行結(jié)合，以此分析了起重機(jī)械在實(shí)際焊接作業(yè)中的實(shí)用性能，對其中需要解決的問題進(jìn)行了全面的分析[3]。另外，研究人員通過對常服疲勞的試驗(yàn)，總結(jié)了焊接箱型梁的疲勞強(qiáng)度各級曲線以及計(jì)算方程，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上獲取了基于固定使用期限之下起重機(jī)械的疲勞強(qiáng)度分布規(guī)律，以此實(shí)施變幅實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)，可以獲得p、s、n曲線，并對其與常服試驗(yàn)之間的作用關(guān)系進(jìn)行分析，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上我們可以對疲勞斷裂現(xiàn)象發(fā)生的原因進(jìn)行總結(jié)。另外一些研究人員基于斷裂力學(xué)的基本理論，推論了特殊荷載下起重機(jī)械疲勞斷裂紋出現(xiàn)擴(kuò)張以及使用期限的理論，通過起重機(jī)械中荷載分布的相關(guān)特點(diǎn)，再結(jié)合時(shí)間循環(huán)的方法，利用計(jì)算機(jī)模擬的形式，對起重機(jī)械的疲勞壽命進(jìn)行了分析。一些其他的研究人員對工程機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了行詳細(xì)的分析與研究，對疲勞荷載狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)以及疲勞可靠度計(jì)算方法等進(jìn)行了研究。一些研究人員分析了焊接缺陷梁疲勞度計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上與橋式起重機(jī)的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行結(jié)合，以此計(jì)算了起重機(jī)械疲勞可靠度。

3 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，起重機(jī)械在工業(yè)乃至各行各業(yè)中均得到了廣泛的應(yīng)用，然而，起重機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中也面臨了疲勞斷裂的現(xiàn)象，以此對起重機(jī)械的質(zhì)量以及使用安全造成了影響。文章中針對其中機(jī)械疲勞斷裂可靠性，對起重機(jī)械可靠性新進(jìn)展進(jìn)行了分析，并且通過文章中的分析，能夠發(fā)現(xiàn)起重機(jī)械在運(yùn)行過程中存在的不足，并且提高起重機(jī)械的運(yùn)行質(zhì)量，杜絕疲勞斷裂現(xiàn)象，以此推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭嚴(yán)，程文明，程躍.起重機(jī)械疲勞斷裂可靠性分析的新進(jìn)展[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2015，（10）：5-9.

[2]趙軍.起重機(jī)械疲勞斷裂可靠性分析的新進(jìn)展[J].裝備制造技術(shù)，2015，（4）：208-209，215.

[3]陳衛(wèi)國.試論起重機(jī)械疲勞斷裂可靠性的新進(jìn)展[J].科技風(fēng)，2015，（21）：25.

（作者單位：江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院宜興分院）