[發明專利]一種基于超聲能量譜的收割機損傷識別方法

有效

• 申請號: 202010292617.0
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111595939B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 朱林;王鵬;郭廣明;邊義祥;孫進
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44;G06F30/23
• 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

1.一種基于超聲能量譜的收割機損傷識別方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、收割機結構損傷位置的確定；

S2、考慮瞬時沖擊作用的損傷區域細化；

S3、細化損傷區域的實時在線超聲能量采集；

S4、損傷位置斷裂能量因子的計算；

S5、實時斷裂損傷位置的確定，

所述S1收割機結構損傷位置的確定方法：建立收割機的三維模型，然后將三維模型導入到有限元分析軟件中，采用自動模式對其網格進行劃分，然后在前處理模塊中施加收割機的載荷譜并定義相應的約束條件，完畢后對其進行后處理，確定收割機結構的損傷位置及損傷位置的應力分布情況，記損傷位置的面積為A₁；

所述S2考慮瞬時沖擊作用的損傷區域細化方法：在S1的基礎上，按照S1中載荷加載的位置選用瞬態分析模塊，對結構模型按照自動模式進行網格劃分，然后施加沖擊力，并定義相同的約束條件，完畢后對其進行后處理，在S1已確定的損傷位置中選擇損傷細化的區域，記細化的區域個數標記為N，計算考慮瞬時沖擊的損傷區域細化系數C，

其中，C為考慮瞬時沖擊的損傷區域細化系數；N為細化的區域個數；A₁為損傷位置的面積；

所述S3細化損傷區域的實時在線超聲能量采集方法：在S2確定的細化損傷區域的基礎上，布置超聲傳感設備采集工況條件下的實時能量值I_i，i為時間，i＝1，2…M，單位為秒，收割機每作業5分鐘，對這5分鐘內數據的超聲能量譜進行記錄，并根據5分鐘內的超聲能量譜對譜值奇異率Q_t，幅值變化區間F_t及峰谷插補率G_t進行求解，

其中，Q_t為5分鐘內的超聲能量譜的譜值奇異率；F_t為5分鐘內的超聲能量譜的幅值變化區間；G_t為5分鐘內的超聲能量譜的峰谷插補率；C(I_i)_max為工況條件下5分鐘時間內采集到的所有實時能量I_i中的最大值；C(I_i)_min為工況條件下5分鐘時間內采集到的所有實時能量I_i中的最小值；I_i為工況條件下的實時能量值，i為時間，h為5分鐘時間內對應于C(I_i)_max的時間值，t為每隔5分鐘的時間順次數；

所述S4損傷位置斷裂能量因子的計算方法：根據S3中計算的超聲能量譜數據，對損傷位置的斷裂能量因子Y_N進行計算，

其中，Y_N為損傷位置的斷裂能量因子；Δk為裂尖能量因子，通過有限元分析獲得；M為監測的總時間；i為時間；C為考慮瞬時沖擊的損傷區域細化系數；Q_t為5分鐘內的超聲能量譜的譜值奇異率；F_t為5分鐘內的超聲能量譜的幅值變化區間；G_t為5分鐘內的超聲能量譜的峰谷插補率；t為每隔5分鐘的時間順次數；N為細化的區域個數；

所述S5實時斷裂損傷位置的確定方法：在S4中計算的損傷位置斷裂能量因子Y_N的基礎上，計算所有位置的斷裂能量因子的平均值

其中，為所有位置的斷裂能量因子的平均值；N為細化的區域個數；Y_i為每個位置的斷裂能量因子值；i為時間，當某個區域的斷裂能量因子大于時，即認定該區域出現了損傷。