董熙晨初欢赵艺伟武汉理工大学武汉

摘要：为了减小门座起重机的倾覆力矩，降低整机自重，常在结构上根据应力大小选择厚薄板，采用厚薄板对接的结构形式，虽然对接处为非危险截面，但在港口频繁、重载的工况下，较高的应力幅容易产生疲劳失效。为此，以MQ型门座起重机为研究对象，使用SoildWorks建立象鼻梁三维模型，在Workbench中进行静力学分析，根据计算结果对象鼻梁进行强度校核；利用GB/T—《起重机设计规范》疲劳强度校核方法，对象鼻梁失效部位进行疲劳强度校核，确定疲劳强度不足是引起象鼻梁主梁下翼缘板变形失效的原因；在FE-SAFE软件中对象鼻梁的5个典型工况进行疲劳仿真分析，失效部位计算寿命为10.43a，远低于设计寿命；以降低象鼻梁失效部位应力幅值，延长象鼻梁使用寿命为目标，分别在设计方面与在役门机方面对象鼻梁进行改善，并对改善方案进行仿真分析以验证改善效果。

关键词：门座起重机；象鼻梁；疲劳寿命；有限元；仿真

中图分类号：TH.4文献标识码：A文章编号：-（）13--07

0引言门座起重机（以下简称门机）是港口重要的起重运输设备，其安全可靠的运行是保证港口正常生产的重要指标。对我国部分沿海港口的调研发现，一种大型门机象鼻梁在达到设计寿命前，其主梁下翼缘板就产生了变形失效，一旦象鼻梁主梁变形失效，将直接影响港口的正常作业，甚至产生重大安全事故。类似的失效现象在我国多个港口同类型门机普遍存在，该类门机主要参数为：额定起重量为40t左右，幅度为38～45m，起升高度为40m以上。某港口调研结果见表1。

由调研数据可知，所调研港口多台在役门机存在象鼻梁缺陷，绝大部分失效部位为象鼻梁下翼缘板厚薄板对接处。一台门机设计寿命通常在20a以上，设计遵循重要部件同寿命原则，而所调研的大部分缺陷门机投入使用时间并不长，机龄8a左右的门机居多，不到10a象鼻梁就产生了变形失效，使用时间远低于设计寿命。在象鼻梁的设计中，象鼻梁主梁铰支座处是危险截面，设计人员往往将

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