[發明專利]一種基于殘余應力間隙狀態的港機損傷定位方法

有效

• 申請號: 202010159712.3
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111444645B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 朱林;周萌;王鵬;黃嘉銘;邱建春
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G01N23/00;G01L5/00;G01L1/25;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于殘余應力間隙狀態的港機損傷定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、港機結構易損傷位置的確定；

S2、港機易損傷位置實時最大殘余應力值的確定；

S3、港機實時殘余應力間隙狀態值的計算；

S4、每個易損傷位置的間隙狀態因子的確定；

S5、基于殘余應力間隙狀態的港機損傷定位，

所述步驟S3的計算方法為：結合S2中計算的m號易損傷位置在第i分鐘的殘余應力等效區間值q_im對每個易損傷位置在監測時間內的最大值C(q_im)_max與最小值C(q_im)_min進行識別，并記錄每個易損傷位置對應于C(q_im)_max的時間點為C(t_m)_max與對應于C(q_im)_min的時間點為C(t_m)_min，并在此基礎上進一步計算每個易損傷位置的殘余應力間隙狀態值J_m，

其中，t_m為每個易損傷位置的總監測時間；q_im為各個易損傷位置的殘余應力等效區間值；J_m為每個易損傷位置的殘余應力間隙狀態值；ε為復合向間隙均化系數；γ為易損傷位置的奇異化系數；C(q_im)_max為每個易損傷位置的殘余應力等效區間值在監測時間內的最大值；C(q_im)_min為每個易損傷位置的殘余應力等效區間值在監測時間內的最小值，

所述在S4中確定的方法為：在S3中計算的港機實時殘余應力間隙狀態值的基礎上，將每個易損傷位置所對應的殘余應力間隙狀態值J_m代入下式對每個位置的間隙狀態因子值Y_m進行計算，

其中，Y_m為每個位置的間隙狀態因子值；J_m為每個易損傷位置的殘余應力間隙狀態值；C(J_m)_max為每個易損傷位置的殘余應力間隙狀態值的最大值；C(J_m)_min為每個易損傷位置的殘余應力間隙狀態值的最小值；γ為易損傷位置的奇異化系數，

所述在S5中定位的方法為：在S4的基礎上，提取所有間隙狀態因子值Y_m中超過的位置，即為港機中已出現潛在損傷的位置，

其中，為所有易損傷位置的間隙狀態因子值的平均值；Y_m為每個位置的間隙狀態因子值；m為易損傷位置編號；N為易損傷位置的個數。

2.根據權利要求1所述的基于殘余應力間隙狀態的港機損傷定位方法，其特征在于：所述步驟S1的確定方法為：將港機整體的有限元分析模型導入到有限元分析軟件中，對其進行網格化劃分，然后根據港機的實際工況條件，對其進行約束條件的設置與載荷工況的施加，然后對港機有限元分析模型進行后處理，確定在實際工況條件下港機結構的各個易損傷位置，并根據分析結果在模型上進行標記，標記位置為m，m＝1，2，3...。

3.根據權利要求1所述的基于殘余應力間隙狀態的港機損傷定位方法，其特征在于：所述步驟S2的確定方法為：結合S1中確定的多個實際工況條件下港機結構的易損傷位置，在實際港機結構上找到這些標記的位置，并在對應位置布置X射線殘余應力測試儀，按照1分鐘的時間間隔對第i分鐘內每秒鐘對應的殘余應力值σ_mt進行測量，并計算第i分鐘m號位置的結構殘余應力值的等效區間值q_im，i代表分鐘標記，

其中，q_im為m號易損傷位置在第i分鐘的結構殘余應力的等效區間值；C(σ_mt)_max為第m個易損傷位置每分鐘時間內測量的所有殘余應力值的最大值；C(σ_mt)_min為第m個易損傷位置每分鐘時間內測量的所有殘余應力值的最小值；為第m個易損傷位置每分鐘時間內測量的所有殘余應力值的平均值；t為每分鐘的秒數標記，

在實際工況條件下實時對q_im進行計算并記錄。