[發明專利]一種工程運輸車車架疲勞分析方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201911049123.3
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110807285B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 鄒小飛;郭叔偉;董楊彪;王晶晶;程文科;夏剛;劉湘
• 申請（專利權）人: 中電工業互聯網有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種工程運輸車車架疲勞分析方法，其特征在于，包括：

第一步，基于有限元模型獲取車架上的應變測量點位置；

第二步，在車架上應變測量點的位置處安裝應變測量組件，進行應變測量；

第三步，根據測量得到的應變數據得到車架上的動態輸入載荷譜，并進一步得到車架上的真實輸入載荷譜；

第四步，根據車架上的真實輸入載荷譜得到車架的疲勞分析結果；

第一步中，車架上的應變測量點的獲取過程包括如下步驟：

步驟1，有限元建模：對需要進行疲勞分析的車架建立有限元分析模型，得到劃分有限元單元的車架模型；

步驟2，計算車架模型中的所有單元在每個獨立外力輸入載荷作用下的應變值；

步驟3，在車架模型上選取若干個有限元單元作為候選單元；

步驟4，在候選單元中選取n個候選單元作為候選測量點，根據各候選測量點在每個獨立外力輸入載荷作用下的應變值計算n個候選測量點所對應的應變-載荷關系矩陣，其中，n表示應變測量點的數量；

步驟5，選取條件數局部最小或全局最小時的應變-載荷關系矩陣所對應的n個候選測量點作為應變測量點；

步驟4中，所述應變-載荷關系矩陣的計算過程為：

步驟401，獲取n個候選測量點的應變與外力輸入載荷的關系表達式：

式(1)中，矩陣[ε]是n個候選測量點對應m個外力輸入載荷對應的應變，ε_m,n是指序號n的候選測量點，在第m個外力輸入載荷作用下的應變；矩陣[C]_n×m即為n個候選測量點對應的應變-載荷關系矩陣；式(1)的右邊表示載荷矩陣，其中，F₁，F₂，…，F_m表示m個外力輸入載荷；

步驟402，將式(1)右邊的載荷矩陣標準化，得到：

式(2)中，[I]是對角項為1的單位矩陣；

步驟403，根據式(2)構造基于應變-載荷關系矩陣[C]_n×m的偽逆矩陣，即：

[C]_n×m＝[ε^Tε]^-1ε^T

步驟5中，矩陣[ε^Tε]^-1的條件數局部最小或全局最小時所對應的n個候選測量點即為條件數局部最小或全局最小時的應變-載荷關系矩陣所對應的n個候選測量。

2.根據權利要求1所述工程運輸車車架疲勞分析方法，其特征在于，步驟3中，所述在車架模型上選取若干有限元單元作為候選單元，具體為：

基于便于測量、避開外力輸入載荷的原則在車架模型上選取若干有限元單元作為候選單元，所述候選單元的數量在1000以下。

3.根據權利要求2所述工程運輸車車架疲勞分析方法，其特征在于，所選取的候選測量點的數量是外力輸入載荷的總數的1.5～2倍。

4.根據權利要求1至3任一項所述工程運輸車車架疲勞分析方法，其特征在于，第二步中，所述在車架上應變測量點的位置處安裝應變測量組件，進行應變測量的過程為：

將安裝有應變測量組件的車架置于實際工作環境中，同步記錄n個應變測量點的應變，記錄時間為t秒，每秒采樣h次，最后導出t秒內，共t×h行n個應變測量點的應變數據：

其中矩陣[ε_t]為t×h行n個應變測量點的應變數據。