起重机作为一种搬运机械,广泛运用在港口、建筑工地以及工矿企业等地,在国民生产中发挥着不可替代的作用。随着起重机的使用范围越来越广,其运行过程中蕴藏的风险也越来越高,一旦起重机械发生安全事故,将造成无法弥补的人员伤亡和财产损失。因此,本文研究设计了一种针对应变和倾角的起重机运行状态监测系统,以实现起重机结构的安全评价,保障其安全运行。首先,本文分析了当前国内外起重机安全监测系统的发展现状,对比当前各种评价指标的优劣,选取疲劳寿命以及挠度作为主要性能评价指标。有效可靠地估算起重机的剩余疲劳寿命,可以确保起重机在安全期内运行,防止起重机“突然死亡”,从而充分发挥起重机的经济效益；针对门式起重机,挠度是衡量主梁变形的重要指标,对挠度进行监测可以保障小车的安全运行,同时为主梁的维护提供依据。其次,根据起重机运行状态参数监测的技术要求,确定了无线传输数据的方案。系统采用串口转3G的方式搭建数据传输通道,终端采集器采集数据经由单片机通过串口发送至3G模块,3G模块通过TCP/IP协议将数据传送到远程监测端,最终实现面向网络的起重机运行状态远程监测。然后,分析了起重机运行状态监测系统的功能需求,结合传感器技术、嵌入式技术以及无线通信技术,构建了上层为远程监测端,底层为各类传感器节点的双层起重机安全监测系统。论文以模块化的思想进行了监测系统的硬件设计和软件开发,包括数据采集模块、单片机控制模块、无线通信模块以及远程监测模块等。远程监测端主要进行数据接收、解析、显示和保存,并根据结构性能评估指标,对起重机运行状态做出评价,最终实现起重机的安全智能监测。另外,研究了起重机疲劳寿命估算以及挠度监测的实现方法。对应力——时间历程进行雨流计数处理得到金属结构的二维应力谱,为疲劳寿命评估提供基础数据；分析现有累计损伤理论的不足,提出了基于修正疲劳寿命的线性累计损伤理论,通过测试对比,发现修正之后的理论计算结果更精确。建立简支梁模型,分析了复合载荷加载情况下简支梁的挠度曲线方程,并给出了由倾角计算挠度的基本方法。最后,对系统进行了性能测试以及起重机现场测试,实现了起重机运行状态监测以及结构安全评价功能,验证了系统的稳定性和有效性。