剪叉式升降工作平台作为一种焊接而成的载人高空作业设备,其疲劳可靠性关系着操作人员的人身安全,在设计阶段需进行疲劳强度设计与疲劳寿命校核。但升降平台承力部件的载荷环境十分复杂,传统方法难以获取其疲劳寿命。基于此现状,本文在焊缝疲劳仿真理论基础之上,综合应用多体动力学建模仿真、部件坐标系下典型构件有限元建模、模态叠加等理论,形成针对含有大范围刚体运动焊接构件疲劳寿命预测的高效数值分析新算法,主要研究内容如下:(1)针对工程焊接结构的疲劳破坏问题,系统总结了焊接构件母材及焊缝疲劳强度的不同特点,以及疲劳仿真过程中随机疲劳载荷谱的转化处理方法。同时介绍了焊接结构与金属材料疲劳问题的异同点以及焊接结构疲劳分析理论。(2)为获得升降平台疲劳分析需要的疲劳载荷谱,建立了剪叉式升降平台的多体动力学模型,提取叉臂的铰链反力并进行坐标转换,将铰链反力映射到叉臂部件坐标系中,形成典型构件疲劳分析的疲劳载荷谱,以消除刚体运动对其疲劳分析有限元建模的不利影响。(3)建立基于部件坐标系的典型构件有限元模型,采用准静力法对带有焊缝的有限元模型进行疲劳寿命分析。即通过施加单位载荷并计算其应力分布,将该应力分布和对应疲劳载荷谱导入疲劳分析软件中,依据BS7608标准进行疲劳寿命仿真分析,获得该剪叉式升降平台叉臂构件的疲劳寿命分布及数值。开展同型升降平台相同工况下的疲劳试验,获得其试验疲劳寿命。通过仿真结果与试验结果的对比分析,验证了本文所提出的疲劳寿命仿真方法的正确性和有效性。由于该算法避免了瞬态有限元求解,属于准静态分析,故计算十分高效。(4)利用MSC公司Patran、Adams、Fatigue三个软件的联合仿真分析方法,进一步分析运动构件的疲劳寿命。该方法基于模态叠加动力学分析原理,利用MSC.Patran形成典型柔性构件的模态振型中性文件,通过MSC.Adams建立刚柔耦合多体动力学模型进行动力学仿真,获得柔性体应力的时间历经,利用MSC.Fatigue软件和BS7608焊接疲劳标准,计算叉臂构件的疲劳寿命分布。通过对比叉臂的疲劳仿真寿命与试验寿命结果,验证了该联合仿真方法可较为准确的预测该剪叉式升降平台焊接构件的疲劳开裂起始位置以及疲劳寿命。