[發明專利]一種基于殘余應力影響區間修正的起重機輪軌磨損監測方法

有效

• 申請號: 202010216590.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111241741B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 慶光蔚;朱林;胡靜波;王會方;丁樹慶;馮月貴;張軍;吳祥生;趙凱;王爽;周前飛
• 申請（專利權）人: 南京市特種設備安全監督檢驗研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.一種基于殘余應力影響區間修正的起重機輪軌磨損監測方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1.起重機實際工況下輪軌結構宏觀應力的測量：

首先，在有限元分析軟件ANSYS中建立起重機輪軌結構的有限元分析模型，運用自適應模式對其進行網格化劃分，然后將工況的載荷與約束條件導入到前處理模塊中，完畢后開始進行后處理過程，在后處理模塊中確定起重機輪軌結構的易損傷部位，并在有限元分析模型中進行標記；

根據有限元分析模型中的標記結果，在實際工況的起重機輪軌結構中布置應力測點；對工況條件下宏觀應力進行實時測量，并記為σ_it，其中，i為易損傷部位的編號，t為時間；σ_it為輪軌結構中易損傷部位i在t時刻所測得的宏觀應力值；

S2.起重機實際工況下輪軌結構殘余應力的測量：

在易損傷部位上布置X射線殘余應力測量設備，對輪軌結構中易損傷部位的殘余應力值進行實時測量，并記為γ_it，其中，i為易損傷部位的編號，t為時間；γ_it為輪軌結構中易損傷部位i在t時刻所測得的殘余應力值；

S3.監測時間內殘余應力影響區間的求解：

將建立的起重機輪軌結構有限元分析模型導入到熱分析模塊中，模擬易損傷部位中的焊縫結構，并進行輪軌接觸條件下的熱應力分析，確定在工況條件下的模擬最大殘余應力值為Y_max；

然后將S2中計算的輪軌結構殘余應力值γ_it與S3中求解的工況條件下模擬最大殘余應力值Y_max代入下式，對監測時間內的殘余應力影響區間β進行求解：

其中，Y_max為工況條件下的模擬最大殘余應力值；M為易損傷部位的個數；t_m為總監測時間；i為易損傷部位的編號，t為時間；γ_it為輪軌結構中易損傷部位i在t時刻所測得的殘余應力值；

S4.基于殘余應力影響區間修正的復合應力計算：

在S1、S2、S3的基礎上，確定第i號易損傷部位的基于殘余應力影響區間修正的復合應力值F_i

其中，F_i為第i號易損傷部位的基于殘余應力影響區間修正的復合應力值；β為監測時間內的殘余應力影響區間；t_m為總監測時間；σ_it為工況條件下的實時宏觀應力；t為時間；γ_it為輪軌結構中易損傷部位i在t時刻所測得的殘余應力值；

S5.基于殘余應力影響區間修正的起重機輪軌結構中磨損值計算：

在S1中建立的有限元分析模型的基礎上，將S4中求解的第i號易損傷部位的復合應力值F_i作為載荷的輸入值，分別施加于i號位置；然后施加實際工況的約束條件，對輪軌結構中每個易損傷部位的磨損值W_i進行計算，即可實現起重機輪軌結構中磨損量的實時監測。