浮式起重机(简称浮吊)通常受海上工况复杂，载荷变化无规律，风浪流载荷耦合机理复杂等因素影响，要求其作业平稳性、可靠性较高。作为浮吊最主要的工作部分——主臂架，担负着为起吊的重物提供支撑并保证将重物安全起吊至目标点的功能。因此对主臂架的安全可靠性分析是整个浮吊的重心之处。本文采用有限元方法通过整机建模、子结构建模、局部建模逐次将臂架的最危险点锁定，并针对这些危险点进行疲劳裂纹扩展分析。 本文首先对振华港机7500t浮吊的船上部分进行整机建模分析，综合考虑了波浪、风载、作业方式等因素对整机结构的影响，最终形成了一套适用于此次浮吊的全面及系统的分析方案。对该浮吊的57种工况下进行了静态分析，并对仿真结果与现场测试结果进行匹配分析，在确定仿真结果合理的基础上将全部工况下的计算结果进行总结，从而首先将子结构的目标对象锁定于臂架上的6处应力敏感区域。 在整机分析的基础上，提取了子结构的载荷信息，并重建子结构的实体单元模型进行仿真，通过对臂架单肢上的3处敏感区域的计算分析，最终将一些潜在的疲劳危险点锁定。由于计算裂纹扩展过程需要多次迭代计算，为了提高计算效率，针对这些潜在的危险点又进行局部建模。 本文采用目前唯一一种可进行3D裂纹扩展仿真的软件Zencrack进行计算。紧密结合该浮吊的结构特点，最终确立了适应于此次分析的大裂纹块与过渡单元相结合的方法，采用位移法计算应力强度因子，以及向前预测器的积分方案对潜在危险点的裂纹扩展进行模拟。 由于该浮吊的作业方式多样化，以及海上环境的复杂化，影响疲劳裂纹扩展的因素较多。本文通过采用正交数值试验的方法，分析确定了各个因素对裂纹扩展的影响程度及趋势，最终确定了7500t浮吊臂架结构的最不利点和最不利工况。并通过对此类港口机械的推广分析，得出了一些具有一定工程意义的结论。