[發(fā)明專利]一種基于裂紋信息預(yù)測(cè)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710002002.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN106815419B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈民平;朱林;羅橙;許飛云;胡建中;黃鵬;姜長(zhǎng)城;聞月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 徐激波

本發(fā)明公開了一種基于裂紋信息預(yù)測(cè)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估方法，該方法包括以下步驟：S1.基于實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)的固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)；S2.基于已知時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)裂紋擴(kuò)展信息預(yù)測(cè)；S3.固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)更新；S4.基于裂紋擴(kuò)展信息的起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估。本發(fā)明以裂紋擴(kuò)展信息為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將所有能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)運(yùn)行狀態(tài)造成影響的因素全部考慮在內(nèi)，并通過上述操作步驟可以有效地避免現(xiàn)有技術(shù)存在的考慮因素少實(shí)時(shí)更新慢的弊端，在評(píng)估結(jié)果精度得到大幅度提高的同時(shí)有效加快了實(shí)時(shí)評(píng)估的效率，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確有效的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法，具體涉及一種基于裂紋信息預(yù)測(cè)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，起重機(jī)設(shè)備都朝著大型化的方向發(fā)展。在這樣的背景前提下，微小的損傷就會(huì)造成巨大的損失，因此對(duì)起重機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估以掌握其實(shí)時(shí)損傷狀態(tài)是必要且緊迫的。運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估理論很多，但往往單純基于這些理論所預(yù)測(cè)出的結(jié)果的精度較差且實(shí)時(shí)更新較慢，其主要原因在于有很多外部因素會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果造成影響且常見方法的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)更新較慢。所以預(yù)測(cè)精度較低且不能實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的快速更新是目前這一研究領(lǐng)域存在的共性問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于裂紋信息預(yù)測(cè)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于裂紋信息預(yù)測(cè)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線評(píng)估方法，該方法包括以下步驟：

S1.基于實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)的固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)

通過有限元軟件對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工況條件下的應(yīng)力應(yīng)變值及其分布狀態(tài)進(jìn)行分析，以確定構(gòu)件的易斷裂區(qū)域。根據(jù)有限元分析所獲得的結(jié)果，對(duì)起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)域布置傳感器并進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)力數(shù)據(jù)采集。選取固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，截取固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)間測(cè)量所得到的應(yīng)力載荷譜數(shù)據(jù)，并將其代入到裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)算法中對(duì)固定時(shí)間節(jié)內(nèi)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

S2.基于已知時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)裂紋擴(kuò)展信息預(yù)測(cè)

為進(jìn)一步加快裂紋擴(kuò)展信息的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)速度，根據(jù)S1中固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)所預(yù)測(cè)的裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)求解數(shù)據(jù)隨時(shí)間分布的擬合方程系數(shù)，并根據(jù)擬合的數(shù)據(jù)分布方程對(duì)未知時(shí)間的裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)；

S3.固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)更新

由于擬合方程所能預(yù)測(cè)出的數(shù)據(jù)的精度與實(shí)際的情況存在略微偏差，所以在固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)運(yùn)用S1中的裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)算法對(duì)S2中的分布方程擬合系數(shù)進(jìn)行更新，以進(jìn)一步在保證預(yù)測(cè)精度的同時(shí)加快預(yù)測(cè)的速率；

S4.基于裂紋擴(kuò)展信息的起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估

對(duì)起重機(jī)構(gòu)件材料進(jìn)行典型變幅載荷下的拉伸疲勞試驗(yàn)以獲取材料的臨界斷裂裂紋長(zhǎng)度，并將其與固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)運(yùn)用裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)算法及非固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)運(yùn)用擬合方程所預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確定實(shí)時(shí)的起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；

作為優(yōu)選，所述的步驟S1中，包括以下具體工序：

S1.1.建立起重機(jī)結(jié)構(gòu)的有限元模型，并運(yùn)用有限元軟件對(duì)實(shí)際工況條件下的起重機(jī)進(jìn)行有限元分析，以確定其最易斷裂的危險(xiǎn)位置。

S1.2.對(duì)S1.1中所確定的危險(xiǎn)位置布置實(shí)時(shí)應(yīng)力數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以對(duì)實(shí)際工況條件下危險(xiǎn)位置的實(shí)時(shí)應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

S1.3.將固定節(jié)點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)的應(yīng)力譜數(shù)據(jù)代入到裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)算法中，對(duì)固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度進(jìn)行求解。

作為優(yōu)選，所述的步驟S3中，包括以下具體工序：

S3.1.運(yùn)用裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)算法對(duì)已設(shè)置的固定節(jié)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度進(jìn)行求解。