[發明專利]一種TMD運行狀態數字孿生檢測裝置及運行狀態判斷方法

有效

• 申請號: 202110179968.5
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112985724B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張曉利
• 申請（專利權）人: 張曉利
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務所(普通合伙) 44777
• 代理人: 黃瀛

1.一種TMD運行狀態判斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)根據TMD運行狀態數字孿生檢測裝置所采集數據，在既有TMD及其設計基礎上，分別判斷質量塊、彈簧和阻尼運動速度、加速度、振蕩幅度、運動頻率、相對位置位移是否符合設計參數要求，符合的情況則轉到步驟2，否則分別判斷質量塊、彈簧和阻尼的運動軌跡問題，以此確定具體問題范圍，并轉到步驟4；

2)判斷質量塊、彈簧和阻尼耦合運動軌跡是否符合要求，是否存在不協調的振動運動相位差，即根據判斷質量塊、彈簧和阻尼的數據采集點在空間上豎直或者水平對應數據采集點的數據是否存在時空上不對應問題；

3)符合的情況則跳轉到步驟4，否則根據質量塊、彈簧和阻尼運動軌跡問題判斷是TMD組件疲勞故障還是TMD設計問題；

4)如果是TMD設計問題，則建立質量塊、彈簧和阻尼運動耦合目標函數、設計參數、設計約束，改進原有設計；如果是屬于TMD組件問題，則更換TMD組件；

5)對TMD新設計和更換組件測試、實施，實現TMD全生命周期系統顯示監測、預警和故障分析。

2.一種采用了權利要求1所述的TMD運行狀態判斷方法的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，包括：質量塊(1)、彈簧(2)、阻尼(3)和底座(4)，其特征在于還包括TMD傳感器(5)、數據采集點(6)、檢測控制器(7)、數據總線(8)和TMD運行狀態數字孿生數據樣本庫(9)，TMD傳感器(5)固定于底座(4)上，數據采集點(6)分別安裝在質量塊(1)、彈簧(2)、阻尼(3)和底座(4)上，TMD傳感器(5)采集質量塊(1)、彈簧(2)、阻尼(3)的豎直或者水平運動軌跡，采集數據在檢測控制器(7)的控制下通過數據總線(8)傳輸至TMD運行狀態數字孿生數據樣本庫(9)存儲。

3.根據權利要求2所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于阻尼(3)和彈簧(2)的數據采集點(6)在空間上豎直或者水平對應，以此獲得二者之間的位置隨時間變化關系，質量塊(1)和底座(4)的數據采集點(6)在空間上豎直或者水平對應，以此獲得二者之間的位置隨時間變化關系。

4.根據權利要求3所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于TMD傳感器(5)采用速度傳感器、相對位置傳感器或激光檢測器。

5.根據權利要求4所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于TMD傳感器(5)所采集數據包括運動速度、加速度、振蕩幅度、運動頻率、相對位置位移。

6.根據權利要求5所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于還包括電渦流阻尼器(21)及電渦流阻尼器運動軌跡檢測裝置。

7.根據權利要求6所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于電渦流阻尼器(21)包括永磁體(23)、導體板(24)、磁體背鐵(25)、導體背鐵(26)，電渦流阻尼器運動軌跡檢測裝置包括電渦流阻尼傳感器和數據采集點(6)，用來采集永磁體(23)與導體板(24)之間的相對位置位移或者轉動相對位移，檢測數據包括速度、加速度、振蕩幅度、運動頻率、相對位置位移、轉動速度、轉動相對位置，數據采集點(6)固定于永磁體(23)、導體板(24)上，永磁體(23)為永磁體對、永磁體陣列或永磁體轉盤。

8.根據權利要求6或7所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于永磁體(23)上的數據采集點(6)之間位置相對應對稱，永磁體(23)與導體板(24)的數據采集點(6)相對稱，以此獲得永磁體(23)之間、永磁體(23)與導體板(24)之間的位置隨時間變化關系。

9.根據權利要求6所述的TMD運行狀態數字孿生檢測裝置，其特征在于電渦流阻尼器(21)包括勵磁線圈(31)、慣性件(32)、固定電磁底座(33)、慣性質量固定底座(34)，電渦流阻尼器運動軌跡檢測裝置包括慣性轉動傳感器(35)和數據采集點(6)，用來采集慣性件(32)的轉動運動檢測，檢測數據包括轉動速度、轉動頻率、轉動相對位置；數據采集點(6)固定于勵磁線圈(31)、慣性件(32)上。