隨著我國經濟的發(fā)展，起重機械制造業(yè)取得了長足的進步，用到起重機的領域也越來越多，但是很多空間不支持大型起重機展開工作，所以這樣的工作環(huán)境就需要有特殊技能或構造的起重機產品的出現(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、快速地轉載就成為一個需要解決的重要問題。
　　起重裝備工作時經常需要起動和制動，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，起重臂在強烈的沖擊作用下引起不穩(wěn)定變幅應力，因而對其進行多體動力學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。
　　本書從起重裝備關鍵結構件的結構、材料、作業(yè)工況及自身所受到的復雜載荷入手，結合相關理論，利用多體動力學載荷分析、三維有限元分析、虛擬樣機技術、疲勞壽命預估、疲勞可靠性分析以及形質靈敏度優(yōu)化技術，最后通過試驗驗證，建立起一個較為完備的起重裝備結構件疲勞壽命預估與可靠性研究系統(tǒng)。
　　首先，本書以某起重裝備為對象，依據剛柔耦合多體系統(tǒng)傳遞矩陣法，將起重裝備處理為由多個集中質量、剛體及柔性臂按一定方式鉸接而成的剛柔耦合多體系統(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，形成起重裝備的剛柔耦合多體系統(tǒng)整體傳遞方程。在此基礎上，建立起重裝備系統(tǒng)中所有元件的總體動力學方程，根據系統(tǒng)總體的結構特點，將其整合為多體系統(tǒng)總體動力學方程，并將沖擊力學中的沖量模型和碰撞接觸模型與多體系統(tǒng)傳遞矩陣法結合，提出基于傳遞矩陣法的剛柔耦合多體系統(tǒng)的沖擊響應分析方法。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的主振型。根據柯西方程推導出系統(tǒng)中的柔性臂在沖擊載荷作用下的沖擊應力分布公式，分析在起升過程中的起升沖擊載荷特點，數值分析該剛柔耦合多體系統(tǒng)的頻率響應和沖擊響應，并得到柔性臂的沖擊應力分布規(guī)律。所建立的剛柔耦合多體系統(tǒng)傳遞矩陣法對多體機械系統(tǒng)具有通用性，所得結果對起重裝備的動態(tài)優(yōu)化設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構件所受載荷進行研究，結合起重裝備結構和作業(yè)環(huán)境的特殊性，利用ANSYS三維有限元分析技術完成其強度、剛度分析，并獲得較為滿意的結果，為后續(xù)改進設計及檢修工作提供非常有價值的參考。在此基礎上，基于疲勞壽命預估理論，得到起重裝備鋼結構件壽命預估模型和材料壽命曲線，從而對鋼結構件疲勞壽命進行預估，進而對起重裝備結構件的力學性能、強度、設計壽命進行全面分析。該方法可以作為在役起重裝備鋼結構件疲勞壽命預估的定性評判依據，其計算結果對實際設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)，視累積損傷為隨機過程、臨界損傷為隨機變量，基于疲勞動態(tài)可靠性理論，提出在預期壽命下起重裝備鋼結構件壽命可靠性評估方法，對其進行概率分析。明確回答針對63000次循環(huán)設計壽命，起重裝備鋼結構件失效的概率有多大，通過計算分析得出，鋼結構件絕大部分區(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。在獲知預期壽命可靠度的基礎上，引入形質靈敏度設計，優(yōu)化零件參數，在不改變結構質量的同時減小最大變形，進而間接減小最大應力，提高產品可靠度，避免以往通過增加結構參數的尺寸來減小最大應力，即通過增加產品的質量來換取可靠性提高的弊端。
　　最后，本書通過對起重裝備進行各種試驗檢測驗證，分析試驗數據，判斷其是否滿足規(guī)定的設計使用壽命、安全性、可靠性要求。
　　本書共分為7章，全書由鄭鈺琪負責統(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，在此謹向其作者表示感謝。
　　由于水平有限，書中不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。