铸造起重机是炼钢厂中不可或缺的特种设备,主要由板材和各类型材焊接而成,属于典型的焊接结构。焊接结构容易存在焊接缺陷和应力集中现象,焊缝位置处的疲劳失效是起重机主要的失效形式。传统的名义应力法、热点应力法等难以对起重机焊接结构进行准确的疲劳评估,等效结构应力法具有对焊缝处单元尺寸的不敏感性和在不同类型的焊接结构中能够有效区分应力集中效应的优点,成为起重机金属结构疲劳评定的理想方法。本文以已出现疲劳裂损的180t铸造起重机为研究对象,针对疲劳裂纹基本出现在主梁主腹板小筋板根部这类局部焊接结构处,根据起重机裂损的现状,制定相应的测试方案。通过现场应力测试,获取主梁局部焊接结构区域即疲劳裂损区的应力水平状况和变化规律。建立桥架有限元模型,比较不同工况下的有限元仿真结果,结合现场测试结果,分析了主梁局部焊接结构的裂损机理。采用子模型技术进一步研究局部焊接区域的应力水平,运用等效结构应力法研究主梁局部焊接结构的疲劳性能。针对现有局部焊接结构疲劳性能不足的现状,提出了几种不同局部焊接结构型式,研究了其对起重机主梁疲劳性能的影响,从中选出最优的局部焊接结构,成功应用于对该裂损铸造起重机的加固处理。本文的工作对铸造起重机主梁不同局部焊接结构的疲劳性能的研究具有理论意义,对实际中的铸造起重机的加固修复具有指导意义,为日后新产品的设计制造提供了参考价值。