[發(fā)明專利]基于平均馬氏距離的松動螺栓位置定位方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN112414683B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 伍濟鋼;邵俊;楊天龍;成遠;杜義賢;王剛
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01L5/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發(fā)明涉及一種基于平均馬氏距離的松動螺栓位置定位方法及系統(tǒng)。所述松動螺栓位置定位方法包括：在螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上噴涂散斑點，并確定各個螺栓位置處的散斑點；在相同的工作條件下，利用機器視覺測量方法獲取無松動振動位移響應信號以及有松動振動位移響應信號；根據(jù)所述無松動振動位移響應信號和所述有松動振動位移響應信號計算在螺栓松動前后各個散斑點處振動位移響應信號的平均馬氏距離；對所述平均馬氏距離進行歸一化處理，確定歸一化處理后的平均馬氏距離；根據(jù)所述歸一化處理后的平均馬氏距離確定松動螺栓位置。采用本發(fā)明所提供的松動螺栓位置定位方法及系統(tǒng)能夠降低人工排查工作量，提高排查效率。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及松動螺栓位置定位領域，特別是涉及一種基于平均馬氏距離的松動螺栓位置定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

螺栓聯(lián)接因其具有拆卸方便、成本低等優(yōu)點，廣泛應用于各種結(jié)構(gòu)聯(lián)接中。在設備運行過程中，螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)不可避免的受到外界環(huán)境激勵的影響，特別是當外部激勵頻率與結(jié)構(gòu)的某一階頻率或幾階模態(tài)頻率相同或者接近時，容易發(fā)生共振導致螺栓聯(lián)接發(fā)生松動。在大型設備中，其結(jié)構(gòu)上廣泛采用較多的螺栓聯(lián)接，在眾多螺栓中準確找出松動螺栓的位置將對設備結(jié)構(gòu)的健康維護具有重要的意義。而現(xiàn)有的松動螺栓位置定位是依靠人工進行逐一排查，在眾多螺栓中找到其中的松動螺栓工作量大且效率極低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于平均馬氏距離的松動螺栓位置定位方法及系統(tǒng)，以解決依靠人工排查松動螺栓的工作量大，效率低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于平均馬氏距離的松動螺栓位置定位方法，包括：

在螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上噴涂散斑點，并確定各個螺栓位置處的散斑點；

在相同的工作條件下，利用機器視覺測量方法獲取螺栓無松動狀態(tài)下的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上各個所述散斑點的無松動振動位移響應信號以及螺栓有松動狀態(tài)下的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上各個所述散斑點的有松動振動位移響應信號；

根據(jù)所述無松動振動位移響應信號和所述有松動振動位移響應信號計算在螺栓松動前后各個散斑點處振動位移響應信號的平均馬氏距離；

對所述平均馬氏距離進行歸一化處理，確定歸一化處理后的平均馬氏距離；

根據(jù)所述歸一化處理后的平均馬氏距離確定松動螺栓位置。

可選的，所述根據(jù)所述無松動振動位移響應信號和所述有松動振動位移響應信號計算在螺栓松動前后各個散斑點處振動位移響應信號的平均馬氏距離，具體包括：

將無松動振動位移響應信號序列平均分為L段，獲取無松動狀態(tài)下的各個所述散斑點的各段信號；所述無松動振動位移響應信號序列為螺栓無松動狀態(tài)下的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上各個所述散斑點的無松動振動位移響應信號排列組成的無松動振動位移響應信號序列；L為信號的分段數(shù)；

將有松動振動位移響應信號序列平均分為L段，獲取有松動狀態(tài)下的各個所述散斑點的各段信號；所述有松動振動位移響應信號序列為螺栓有松動狀態(tài)下的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)上各個所述散斑點的有松動振動位移響應信號排列組成的有松動振動位移響應信號序列；

根據(jù)公式計算第k個所述散斑點無松動狀態(tài)下第i段信號和有松動狀態(tài)下第i段信號的馬氏距離；其中，為無松動狀態(tài)下第k個所述散斑點無松動振動位移響應信號的第i段信號；為有松動狀態(tài)下第k個所述散斑點有松動振動位移響應信號的第i段信號；為第k個所述散斑點的無松動狀態(tài)下第i段信號和有松動狀態(tài)下第i段信號的馬氏距離；V為和所構(gòu)成的總體的協(xié)方差矩陣；k為散斑點的個數(shù)；i為信號段數(shù)，i＝1,2,3,...,L；T為矩陣的轉(zhuǎn)置符號；

根據(jù)計算平均馬氏距離；其中，d^(k)為第k個散斑點在松動前后的振動響應信號的平均馬氏距離。