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疲劳学无论理论意义上还是工程上都是一门重要学科,对于那些长期承受交变载荷作用的机械零件和工程构件,疲劳破坏是一种主要的破坏模式。应用断裂力学方法研究金属结构的疲劳裂纹扩展机理,预测在役金属结构剩余疲劳寿命,对预防疲劳断裂事故的发生、指导金属结构设计、制造、检验和管理具有重要意义。用确定性的方法进行疲劳分析时,所得的疲劳寿命都是一个确定的值。但是,结构疲劳是一个受到大量不确定因素影响的极其复杂的现象,因此,根据结构可靠性理论,从概率和统计的角度对结构进行疲劳可靠性分析是十分必要的,这是结构疲劳可靠性评估的一种科学合理的新方法。本文以起重机金属结构为研究对象,探讨了疲劳载荷下动态响应采样、疲劳裂纹扩展、结构疲劳可靠性以及疲劳可靠度的计算方法。主要工作有：(1)探讨了结构疲劳载荷谱的采集,以50T×40m桥式起重机桥架为研究对象,对测试原理、测试内容、测点布置做了研究,基于DASP V10智能数据采集和信号处理系统,设计了现场测试静载应力和动态响应整体方案；(2)研究常见的裂纹扩展寿命预测方法,以断裂力学为理论基础,建立了起重机金属结构裂纹扩展数学模型,用等效应力法和Miner线性累积损伤理论分别预测焊接箱形梁的疲劳寿命,分析两种方法的预测结果,对影响寿命的因素进行分析；(3)采用有限元方法计算裂纹尖端应力强度因子,并以此为依据进行焊接箱形梁的疲劳裂纹扩展仿真；(4)探讨结构构件疲劳断裂可靠性、可靠度计算方法以及构件疲劳断裂可靠度计算模型；(5)以累积损伤和线弹性断裂力学为理论基础,建立起重机金属结构疲劳断裂可靠度计算模型：(6)根据起重机金属结构疲劳断裂可靠度计算模型,用Monte Carlo数值模拟方法对50TU型集装箱龙门起重机焊接箱形主梁进行疲劳可靠度计算,分析影响疲劳可靠度的主要参数,探讨提高疲劳可靠度的措施