起重机是一种现代化起重运输设备,不但能够提高工作效率,而且可以大大降低工作人员的劳动强度,因此在工业运输行业中得到广泛应用,同时起重机的安全问题也越来越受到大家的关注。随着使用年限的增加,属于焊接结构的起重机金属结构,受交变载荷与恶劣环境的影响,不可避免地会产生裂纹和腐蚀等损伤。而这些早期的结构微小损伤不能被及时发现是引起起重机特、重大事故的主要诱因,往往会造成巨大的财产损失和恶劣的社会影响。目前学术界研究结构损伤识别的案例很多,但是针对门式起重机金属结构损伤识别的研究还极少,鉴于此本文重点对门机金属结构的损伤识别进行了研究。目前主要有两大类损伤识别方法:一种是局部损伤识别,另一种是全局损伤识别。局部损伤识别主要有直观判定法,超声波法,应用电磁场等,应用这些方法的前提是要知道损伤的大概位置,然后再利用高科技仪器对损伤部位进行扫描,最终识别损伤位置,但这一过程需要花费大量的人力和财力;而通过结构振动特性的变化来评判结构的健康状况,能够量化性能的改变,是一种全局的损伤识别方法。基于全局损伤识别方法,本文以41吨双梁门式起重机金属结构为研究对象,进行了结构的损伤识别研究。首先运用ANSYS APDL语言建立了门式起重机金属结构的有限元模型,并且从强度、静刚度及动刚度三方面对其结构模型进行了校核,验证了模型的准确性;其次,基于所建立的有限元模型,通过修改主梁局部单元的弹性模量值来模拟损伤,分别在一个位置,两个位置,三个位置共模拟了13种损伤工况,并对起重机金属结构有限元模型进行模态分析;第三,研究了通过结构整体频率变化来判定结构是否存在损伤的问题;第四,研究了前四阶模态振型值对损伤位置的识别效果,发现从完整的振型图中完全不能识别损伤位置,而对振型图进行局部放大后可以勉强确定图中存在的异常突起位置,采用db3小波对振型数据进行奇异性检测,最终准确的识别了损伤的位置;为了进一步提高模态振型这一损伤指标的损伤识别能力,最后,采用中心差分法计算得到了模态曲率和模态曲率差这两个损伤指标,并且研究发现这两个指标对损伤的识别能力都有明显提升。经过对比,最终得出模态曲率差对于多位置、不同损伤程度的损伤都能准确识别,该指标为最优损伤指标。同时验证了在单损伤工况下,模态曲率差与损伤程度二次拟合曲线能够较好地识别结构的损伤程度。最终为起重机金属结构损伤识别提供了新的思路。