前言

起重裝備是一種以間隙作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平移動(dòng)的物料搬運(yùn)機(jī)械。起重裝備的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)，經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)、正向和反向運(yùn)動(dòng)是起重裝備的基本特點(diǎn)。起重裝備是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、城市發(fā)展、人民生活必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、港口、物流、機(jī)械制造、建筑業(yè)和海洋工程等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中，起重裝備的安全關(guān)系到人民生命安全，也關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行安全和社會(huì)穩(wěn)定。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重裝備向大型化、多功能化、高參數(shù)化方向發(fā)展，必然對(duì)起重裝備的檢驗(yàn)檢測(cè)等提出新的挑戰(zhàn)和更高要求。起重裝備主要由結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、鋼絲繩、吊具等關(guān)鍵部件組成，其失效模式復(fù)雜多樣，不盡相同。傳統(tǒng)的起重裝備檢驗(yàn)檢測(cè)主要以定期檢驗(yàn)為主，沒(méi)有充分考慮到起重裝備的失效模式，也不能滿足起重裝備在作業(yè)過(guò)程中對(duì)關(guān)鍵部件運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求；而且檢驗(yàn)強(qiáng)度大、效率低，難以保障起重裝備的安全運(yùn)行。因此，為保障大型起重裝備安全運(yùn)行，以失效模式為基礎(chǔ)，全面實(shí)施起重裝備結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)等關(guān)鍵部件運(yùn)行健康監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念于1954年被提出，于20世紀(jì)80年代開(kāi)始得到廣泛探索與研究。其基本原理是利用安裝到結(jié)構(gòu)與材料上的先進(jìn)傳感、驅(qū)動(dòng)元件，在線實(shí)時(shí)獲取與機(jī)構(gòu)和材料健康狀況相關(guān)的信息，結(jié)合先進(jìn)的信號(hào)處理方法和材料結(jié)構(gòu)力學(xué)建模方法，提取結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)，識(shí)別結(jié)構(gòu)的健康狀況，并在早期就加以控制或采取補(bǔ)救措施，以消除安全隱患或控制安全隱患的進(jìn)一步發(fā)展，從而避免安全事故的發(fā)生。

本書(shū)以起重裝備為對(duì)象，全面論述了基于失效模式的起重裝備服役健康監(jiān)測(cè)的基本理論、方法及其應(yīng)用。本書(shū)共分為10章，第1章主要介紹了起重裝備的發(fā)展趨勢(shì)與特點(diǎn)以及對(duì)健康監(jiān)測(cè)的需求，第2章主要介紹了起重機(jī)類型及典型失效模式，第3主要介紹了起重裝備結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)，第4章主要介紹了起重裝備結(jié)構(gòu)疲勞損傷磁效應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，第5主要介紹了起重裝備結(jié)構(gòu)疲勞裂紋超聲導(dǎo)波監(jiān)測(cè)技術(shù)，第6章主要介紹了起重裝備結(jié)構(gòu)損傷演化聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)，第7章主要介紹了起重裝備減速機(jī)運(yùn)行狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，第8章主要介紹了起重裝備制動(dòng)器運(yùn)行健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，第9章主要介紹了起重裝備電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，第10章主要介紹了面向云服務(wù)的起重裝備健康監(jiān)測(cè)一體化系統(tǒng)。

本書(shū)由丁克勤、劉關(guān)四編著，參加部分章節(jié)編寫(xiě)等相關(guān)工作的還有陳光、辛偉、胡亞男、趙娜、柳亦兵、張旭、王志杰、李娜等同志。

在本書(shū)即將出版之際，特別感謝長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)心和支持我國(guó)起重裝備健康監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的林樹(shù)青研究員、郭元亮研究員等專家，感謝國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題“大型復(fù)雜起重裝備全生命周期數(shù)據(jù)集成管理與應(yīng)用技術(shù)研究”（2015AA043702）提供的經(jīng)費(fèi)支持，感謝機(jī)械工業(yè)出版社電工電子分社相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和編輯同志為本書(shū)出版所付出的辛苦工作。

本書(shū)在寫(xiě)作過(guò)程中參考或引用了許多學(xué)者的資料，作者已盡可能在參考文獻(xiàn)中列出，在此謹(jǐn)對(duì)他們表示衷心的感謝。若某些引用資料因作者疏忽未標(biāo)注其出處，在此表示歉意。

基于失效模式的起重裝備服役健康監(jiān)測(cè)在我國(guó)仍處于積累和發(fā)展階段。由于時(shí)間倉(cāng)促和作者認(rèn)識(shí)上的局限性，本書(shū)疏漏和不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者不吝賜教。

作者

2018年于北京