[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)剩余壽命自動(dòng)化快速評(píng)估方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510728140.5
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105241957B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫虎;卿新林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州飛智傳感科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 常州知融專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32302
• 代理人: 路接洲

1.一種結(jié)構(gòu)剩余壽命自動(dòng)化快速評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟：

1)在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的外表面上粘貼傳感器構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)的間距以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的識(shí)別精度確定監(jiān)測(cè)定位結(jié)果所存在的距離誤差；

2)使結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集硬件處于工作狀態(tài)：若監(jiān)測(cè)撞擊，則處于待觸發(fā)狀態(tài)，一旦結(jié)構(gòu)受到撞擊，采集傳感器接收到的撞擊信號(hào)；若監(jiān)測(cè)損傷，設(shè)定激勵(lì)信號(hào)、激勵(lì)-接收路徑、采樣參數(shù)，并激勵(lì)、采集信號(hào)；

3)設(shè)定閾值并判斷初檢損傷面積/撞擊能量是否大于閾值；若大于閾值，則進(jìn)入后續(xù)檢測(cè)流程，反之，則檢測(cè)流程結(jié)束；

4)根據(jù)初檢損傷/撞擊位置與誤差，確定自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的詳細(xì)檢測(cè)區(qū)域與檢測(cè)方案；

當(dāng)上一步確認(rèn)需要詳細(xì)檢查時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)初步檢測(cè)的損傷/撞擊位置以及所采用技術(shù)定位存在的最大距離誤差，劃定需要自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)詳細(xì)檢測(cè)的區(qū)域位置和大小；根據(jù)自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在確定好的檢測(cè)位置和區(qū)域設(shè)定詳細(xì)檢測(cè)的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)軌跡與步進(jìn)精度；

5)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)的機(jī)械手臂，進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)；

利用上一步確定好的檢測(cè)位置和檢測(cè)方案，驅(qū)動(dòng)裝有激勵(lì)/傳感裝置的機(jī)械手臂對(duì)待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)檢查，并根據(jù)信號(hào)處理和診斷算法計(jì)算含有損傷信息的二維矩陣或三維矩陣，其中二維/三維矩陣代表結(jié)構(gòu)空間點(diǎn)上的損傷情況；

6)基于詳細(xì)檢測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度/壽命；

基于上一步中詳細(xì)檢測(cè)得出的含有損傷信息的二維矩陣或三維矩陣，建立其與剩余強(qiáng)度/壽命計(jì)算模型剛度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得以二維/三維矩陣為輸入，自動(dòng)更新計(jì)算模型，并計(jì)算結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度/壽命。

2.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)剩余壽命自動(dòng)化快速評(píng)估方法，其特征在于：采用的系統(tǒng)包括綜合控制子系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)子系統(tǒng)以及剩余壽命/強(qiáng)度預(yù)測(cè)子系統(tǒng)：

所述的綜合控制子系統(tǒng)：與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)子系統(tǒng)、剩余強(qiáng)度/壽命預(yù)測(cè)子系統(tǒng)相連，用于協(xié)調(diào)、控制整個(gè)系統(tǒng)的工作；

所述的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：利用與結(jié)構(gòu)集成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生的撞擊事件、損傷進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述的自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)子系統(tǒng)：基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)損傷/撞擊位置附近進(jìn)行自動(dòng)化的詳細(xì)掃描，獲得精確的損傷信息；

所述的剩余強(qiáng)度/壽命預(yù)測(cè)子系統(tǒng)：根據(jù)自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)子系統(tǒng)的詳細(xì)檢測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度/壽命。

3.如權(quán)利要求2所述的一種結(jié)構(gòu)剩余壽命自動(dòng)化快速評(píng)估方法，其特征在于：所述的綜合控制子系統(tǒng)的電源管理模塊對(duì)其他三個(gè)子系統(tǒng)的供電、工作狀態(tài)進(jìn)行管理，需要某一子系統(tǒng)工作時(shí)才會(huì)將其打開(kāi)；綜合控制子系統(tǒng)與其他三個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部總線控制模塊進(jìn)行通信，由綜合控制子系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作；綜合控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊數(shù)據(jù)是否流通以及流通方向進(jìn)行分析與判斷，判定結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果是否大于閾值以及是否需要利用自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)；所述的綜合控制子系統(tǒng)還設(shè)置有外部接口模塊，向飛機(jī)的綜合健康管理系統(tǒng)或其他維護(hù)系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求2所述的一種結(jié)構(gòu)剩余壽命自動(dòng)化快速評(píng)估方法，其特征在于：所述的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的控制模塊用于接收綜合控制子系統(tǒng)的工作指令、向綜合控制子系統(tǒng)上傳結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果以及控制本子系統(tǒng)內(nèi)其他模塊的工作；控制模塊控制采集通道控制模塊工作，若是撞擊監(jiān)測(cè)，設(shè)備處于待觸發(fā)狀態(tài)隨時(shí)準(zhǔn)備采集撞擊數(shù)據(jù)；若是損傷監(jiān)測(cè)，設(shè)備對(duì)激勵(lì)-采集通道進(jìn)行切換，采集所有激勵(lì)-采集路徑的傳感器信號(hào)；所述的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的撞擊/損傷定量化分析模塊根據(jù)采集到的傳感器數(shù)據(jù)定量地分析出撞擊位置、撞擊能量或損傷位置、損傷大小；所述的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)、定量化分析的結(jié)果。