前言

起重装备是一种以间隙作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的物料搬运机械。起重装备的作业通常带有重复循环的性质，经常起动、制动、正向和反向运动是起重装备的基本特点。起重装备是现代工业生产、城市发展、人民生活必不可少的基础设施，广泛应用于冶金、电力、港口、物流、机械制造、建筑业和海洋工程等国民经济各行业中，起重装备的安全关系到人民生命安全，也关系到国家经济运行安全和社会稳定。

随着我国经济的快速发展，起重装备向大型化、多功能化、高参数化方向发展，必然对起重装备的检验检测等提出新的挑战和更高要求。起重装备主要由结构、机构、电气系统、钢丝绳、吊具等关键部件组成，其失效模式复杂多样，不尽相同。传统的起重装备检验检测主要以定期检验为主，没有充分考虑到起重装备的失效模式，也不能满足起重装备在作业过程中对关键部件运行状态实时监测的需求；而且检验强度大、效率低，难以保障起重装备的安全运行。因此，为保障大型起重装备安全运行，以失效模式为基础，全面实施起重装备结构、机构、电气系统等关键部件运行健康监测势在必行。

结构健康监测的概念于1954年被提出，于20世纪80年代开始得到广泛探索与研究。其基本原理是利用安装到结构与材料上的先进传感、驱动元件，在线实时获取与机构和材料健康状况相关的信息，结合先进的信号处理方法和材料结构力学建模方法，提取结构损伤特征参数，识别结构的健康状况，并在早期就加以控制或采取补救措施，以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展，从而避免安全事故的发生。

本书以起重装备为对象，全面论述了基于失效模式的起重装备服役健康监测的基本理论、方法及其应用。本书共分为10章，第1章主要介绍了起重装备的发展趋势与特点以及对健康监测的需求，第2章主要介绍了起重机类型及典型失效模式，第3主要介绍了起重装备结构应力状态光纤监测技术，第4章主要介绍了起重装备结构疲劳损伤磁效应监测技术，第5主要介绍了起重装备结构疲劳裂纹超声导波监测技术，第6章主要介绍了起重装备结构损伤演化声发射监测技术，第7章主要介绍了起重装备减速机运行状态健康监测技术，第8章主要介绍了起重装备制动器运行健康监测技术，第9章主要介绍了起重装备电气系统运行状态健康监测技术，第10章主要介绍了面向云服务的起重装备健康监测一体化系统。

本书由丁克勤、刘关四编著，参加部分章节编写等相关工作的还有陈光、辛伟、胡亚男、赵娜、柳亦兵、张旭、王志杰、李娜等同志。

在本书即将出版之际，特别感谢长期以来关心和支持我国起重装备健康监测技术发展的林树青研究员、郭元亮研究员等专家，感谢国家高技术研究发展计划（863计划）课题“大型复杂起重装备全生命周期数据集成管理与应用技术研究”（2015AA043702）提供的经费支持，感谢机械工业出版社电工电子分社相关领导和编辑同志为本书出版所付出的辛苦工作。

本书在写作过程中参考或引用了许多学者的资料，作者已尽可能在参考文献中列出，在此谨对他们表示衷心的感谢。若某些引用资料因作者疏忽未标注其出处，在此表示歉意。

基于失效模式的起重装备服役健康监测在我国仍处于积累和发展阶段。由于时间仓促和作者认识上的局限性，本书疏漏和不当之处在所难免，敬请广大读者不吝赐教。

作者

2018年于北京