[發明專利]一種考慮主次結構分解等效的收割機健康監測方法

有效

• 申請號: 202011176214.6
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112345642B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 朱林;王鵬;李鑫;董曉彤
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 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

本發明公開了一種考慮主次結構分解等效的收割機健康監測方法，其特征在于：包括如下步驟：S1、收割機結構中主次部分的確定；S2、主要與次要結構間聯結因子的確定；S3、基于聯結因子的主次結構間頻響系數的分解；S4、頻響系數與潰度之間等效系數的獲取；S5、收割機健康監測指標值的獲取。該方法監測精度高，對于實現在線收割機的實時健康監測具有重要的現實意義。

技術領域

本發明涉及收割機健康監測方法，特別涉及一種考慮主次結構分解等效的收割機健康監測方法。

背景技術

近年來，鄉村戰略的實施不斷深入，農業持續向現代化方向邁進，農業機械化、產業化、專業化程度日漸提高，收割機在規模化農業生產中的地位日益突出，其運行安全愈發受到重視。因此，在收割機的工作過程中對其健康狀態進行實時監測是必要的。現有健康監測方法仍停留在以主損傷結構為研究對象，而沒有考慮主次結構對最終健康監測的綜合影響，即忽略了次要結構的損傷附加影響等效傳遞效應。因此，從分解主次結構的損傷影響出發對其主次損傷因子進行定量分析，并在此基礎上對與主結構相聯結的損傷因子進行等效綜合，從而精確獲取收割機的健康監測指標是必要的。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種考慮主次結構分解等效的收割機健康監測方法，該方法監測精度高。

技術方案：本發明提供一種考慮主次結構分解等效的收割機健康監測方法，包括如下步驟：

S1、收割機結構中主次部分的確定；

S2、主要與次要結構間聯結因子的確定；

S3、基于聯結因子的主次結構間頻響系數的分解；

S4、頻響系數與潰度之間等效系數的獲取；

S5、收割機健康監測指標值的獲取。

進一步地，所述收割機結構中主次部分的確定方法為：建立收割機的三維模型，然后將建立完畢的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，定義并設置相應的約束條件與模擬載荷，完畢后對整體收割機的動態應力分布演變情況進行求解。根據求解后得到的收割機所有子結構的動應力演變情況，將有大于或等于3處應力集中狀態的結構標記為主要結構，將與主要結構相聯結且只含有小于3處應力集中狀態的結構標記為次要結構。

進一步地，所述主要與次要結構間聯結因子的確定方法為：在S1中分析結果的基礎上，確定主要結構與次要結構之間的結合方式，若二者之間為螺栓螺母聯結方式，則定義主次結構聯結因子α為0.73；若二者之間的聯結方式為焊接，則定義主次結構聯結因子α為0.95；若二者之間的聯結方式為膠接，則定義主次結構聯結因子α為0.67。

進一步地，所述基于聯結因子的主次結構間頻響系數的分解方法為：在S1中分析結果的基礎上，首先確定一個主結構中沒有任何應力集中的位置，將其作為獲取主次結構間頻響關系的主激振指標點，該指標點處激振力F的大小可以表示為：

式中，F為主激振指標點的激振力；M_A為與主要損傷結構相結合的次要結構中應力集中值最大的結構主體質量重力；M為整體收割機的總重力，λ_i為各次要結構的表面積占比系數；i為次要結構的個數，i＝1，2…Q；Q為次要結構個數的最大值；C(σ)_max為收割機運行過程中主結構的最大應力值，其數值由S1中的分析結果獲取得到；M_C為激振區域的重力值，常取值為2.3N；A為收割機主結構的總表面積，

式中，λ_i為各次要結構的表面積占比系數；β_i為收割機中各次要結構的表面積；A為收割機主結構的總表面積；i為次要結構的個數，i＝1，2…Q；Q為次要結構個數的最大值，