隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)械制造業(yè)取得了長足的進(jìn)步，用到起重機(jī)的領(lǐng)域也越來越多，但是很多空間不支持大型起重機(jī)展開工作，所以這樣的工作環(huán)境就需要有特殊技能或構(gòu)造的起重機(jī)產(chǎn)品的出現(xiàn)。同時，由于起重裝備使用頻繁、工作時間長，起升高度高、工作幅度大、轉(zhuǎn)運貨物價值高，因此，如何判斷起重裝備能否安全、可靠、快速地轉(zhuǎn)載就成為一個需要解決的重要問題。
　　起重裝備工作時經(jīng)常需要起動和制動，特別地，若操作人員操作不熟練，很容易出現(xiàn)急停、猛拉現(xiàn)象，起重臂在強(qiáng)烈的沖擊作用下引起不穩(wěn)定變幅應(yīng)力，因而對其進(jìn)行多體動力學(xué)分析具有十分重要的意義，是提高其安全性和可靠性的重要基礎(chǔ)。
　　本書從起重裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、材料、作業(yè)工況及自身所受到的復(fù)雜載荷入手，結(jié)合相關(guān)理論，利用多體動力學(xué)載荷分析、三維有限元分析、虛擬樣機(jī)技術(shù)、疲勞壽命預(yù)估、疲勞可靠性分析以及形質(zhì)靈敏度優(yōu)化技術(shù)，最后通過試驗驗證，建立起一個較為完備的起重裝備結(jié)構(gòu)件疲勞壽命預(yù)估與可靠性研究系統(tǒng)。
　　首先，本書以某起重裝備為對象，依據(jù)剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)傳遞矩陣法，將起重裝備處理為由多個集中質(zhì)量、剛體及柔性臂按一定方式鉸接而成的剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)，建立所有元件的傳遞方程和傳遞矩陣，并將單個元件的傳遞方程整合，形成起重裝備的剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)整體傳遞方程。在此基礎(chǔ)上，建立起重裝備系統(tǒng)中所有元件的總體動力學(xué)方程，根據(jù)系統(tǒng)總體的結(jié)構(gòu)特點，將其整合為多體系統(tǒng)總體動力學(xué)方程，并將沖擊力學(xué)中的沖量模型和碰撞接觸模型與多體系統(tǒng)傳遞矩陣法結(jié)合，提出基于傳遞矩陣法的剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)分析方法。通過對傳遞方程的求解，分析其振動特性，得到起重裝備的振動固有頻率及其對應(yīng)的主振型。根據(jù)柯西方程推導(dǎo)出系統(tǒng)中的柔性臂在沖擊載荷作用下的沖擊應(yīng)力分布公式，分析在起升過程中的起升沖擊載荷特點，數(shù)值分析該剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)的頻率響應(yīng)和沖擊響應(yīng)，并得到柔性臂的沖擊應(yīng)力分布規(guī)律。所建立的剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)傳遞矩陣法對多體機(jī)械系統(tǒng)具有通用性，所得結(jié)果對起重裝備的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計和振動控制等具有參考價值。
　　其次，本書通過對起重裝備結(jié)構(gòu)件所受載荷進(jìn)行研究，結(jié)合起重裝備結(jié)構(gòu)和作業(yè)環(huán)境的特殊性，利用ANSYS三維有限元分析技術(shù)完成其強(qiáng)度、剛度分析，并獲得較為滿意的結(jié)果，為后續(xù)改進(jìn)設(shè)計及檢修工作提供非常有價值的參考。在此基礎(chǔ)上，基于疲勞壽命預(yù)估理論，得到起重裝備鋼結(jié)構(gòu)件壽命預(yù)估模型和材料壽命曲線，從而對鋼結(jié)構(gòu)件疲勞壽命進(jìn)行預(yù)估，進(jìn)而對起重裝備結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能、強(qiáng)度、設(shè)計壽命進(jìn)行全面分析。該方法可以作為在役起重裝備鋼結(jié)構(gòu)件疲勞壽命預(yù)估的定性評判依據(jù)，其計算結(jié)果對實際設(shè)計或檢查工作具有重要的借鑒意義。
　　再次，本書從Miner累積損傷的定義出發(fā)，視累積損傷為隨機(jī)過程、臨界損傷為隨機(jī)變量，基于疲勞動態(tài)可靠性理論，提出在預(yù)期壽命下起重裝備鋼結(jié)構(gòu)件壽命可靠性評估方法，對其進(jìn)行概率分析。明確回答針對63000次循環(huán)設(shè)計壽命，起重裝備鋼結(jié)構(gòu)件失效的概率有多大，通過計算分析得出，鋼結(jié)構(gòu)件絕大部分區(qū)域的可靠度能夠保持在較高水平，而局部區(qū)域則需要執(zhí)行定期檢修。在獲知預(yù)期壽命可靠度的基礎(chǔ)上，引入形質(zhì)靈敏度設(shè)計，優(yōu)化零件參數(shù)，在不改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時減小最大變形，進(jìn)而間接減小最大應(yīng)力，提高產(chǎn)品可靠度，避免以往通過增加結(jié)構(gòu)參數(shù)的尺寸來減小最大應(yīng)力，即通過增加產(chǎn)品的質(zhì)量來換取可靠性提高的弊端。
　　最后，本書通過對起重裝備進(jìn)行各種試驗檢測驗證，分析試驗數(shù)據(jù)，判斷其是否滿足規(guī)定的設(shè)計使用壽命、安全性、可靠性要求。
　　本書共分為7章，全書由鄭鈺琪負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，其中：第1章和第7章由鄭鈺琪編寫，第2章由任慶洪、馮碧敏編寫，第3章由周正啟編寫，第4章和第5章由王三民編寫，第6章由王冬梅編寫。
　　在撰寫本書的過程中參閱了大量文獻(xiàn)，在此謹(jǐn)向其作者表示感謝。
　　由于水平有限，書中不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。