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起重机有限元分析（FEA），是通过数值仿真技术，将起重机复杂整体结构及核心部件离散为有限单元，模拟其在各类工作工况下的力学行为与性能响应，核心目的是验证起重机结构的强度、刚度、稳定性，定位结构薄弱部位（如主梁跨中、支腿连接处、吊臂根部），优化结构设计、减少材料消耗，替代部分物理试验，缩短研发与检修周期，避免起重机在工作中发生断裂、失稳、过度变形等重大安全事故，保障设备长期稳定运行。
| 分析项目 | 核心分析内容 | 考核/验证要点 |
| 静强度分析 | 模拟起重机在额定载荷、最大载荷、偏心载荷下的受力状态，计算主梁、支腿、吊臂等核心部件的应力、应变、位移分布，重点分析应力集中部位 | 最大应力不超过材料许用应力，关键部位应力集中不超标，满足安全系数要求，保障结构承载安全 |
| 刚度分析 | 计算起重机主梁弯曲变形、扭转变形，吊臂挠度，支腿沉降量，重点关注额定载荷下的最大变形 | 变形量控制在设计允许范围内，避免变形过大影响吊装精度、结构配合及设备正常运行 |
| 稳定性分析 | 分析起重机整体及核心部件（主梁、支腿、吊臂）的临界屈曲载荷，包括整体失稳、局部失稳（如腹板屈曲），模拟不同工况下的稳定性 | 临界屈曲载荷满足设计要求，防止起重机在吊装、变幅过程中发生整体或局部失稳，避免倾覆风险 |
| 动力学响应分析 | 模拟起重机起升冲击、制动冲击、变幅与回转运动中的动态载荷，计算时域/频域内的应力、加速度、位移响应 | 验证动态载荷下结构的稳定性，评估冲击载荷对结构寿命的影响，避免动态应力超标 |
| 疲劳寿命分析 | 基于起重机反复起升、制动、变幅的交变载荷，结合材料疲劳特性，预测主梁、吊臂、焊缝等部位的疲劳寿命，定位疲劳薄弱点 | 疲劳寿命满足设备设计使用寿命要求，避免焊缝开裂、部件疲劳损坏，保障长期安全运行 |
| 接触与连接分析 | 模拟起重机螺栓连接、焊缝连接、销轴连接（如吊臂铰接、吊钩连接）的受力状态，考虑接触、摩擦、预紧力 | 连接部位受力均匀，无松动、断裂风险，焊缝强度满足要求，确保传力路径顺畅 |
| 风载荷分析 | 模拟户外工作起重机在不同风速、风向作用下的风载荷，计算风载荷引起的应力、变形与倾覆力矩 | 风载荷下结构应力、变形不超标，倾覆力矩在安全范围内，避免风载导致设备失稳、损坏 |
| 模态分析 | 计算起重机整体及核心部件的固有频率与振型，分析不同阶次的振动特性 | 规避固有频率与起升机构、行走机构的激励频率发生共振，避免结构振动加剧、疲劳损坏 |
| 损伤容限分析 | 模拟起重机结构存在制造缺陷、焊接裂纹、磨损等初始损伤时，裂纹扩展规律与剩余强度，计算剩余使用寿命 | 评估含缺陷结构的安全使用边界，为设备检修、维护提供科学依据，避免突发故障 |
| 结构优化分析 | 以轻量化、高强度、低成本为目标，优化主梁、吊臂的截面尺寸、壁厚分布、桁架结构布局，优化连接方式 | 在满足强度、刚度、稳定性、寿命要求的前提下，减少材料消耗，降低制造成本，提升设备性价比 |
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