[發(fā)明專利]一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測系統(tǒng)與方法

有效

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113295360B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張連英;馬超;李兵;李雁;朱思宇;常永鵬;姜雨辰;于洋;仇培濤;朱炯
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州工程學(xué)院
• 主分類號: G01M7/04
• 分類號: G01M7/04;G01M7/02
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 薛茹丹

一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測系統(tǒng)包括零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)和起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測機(jī)構(gòu)；零部件振動疲勞壽命監(jiān)測方法，通過零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)確定零部件的振動疲勞危險點(diǎn)，通過零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)計算振動疲勞危險點(diǎn)的傳遞函數(shù)，然后將得到的傳遞函數(shù)輸入起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理器中用于計算振動疲勞危險點(diǎn)的響應(yīng)應(yīng)力，最后通過振動疲勞危險點(diǎn)的響應(yīng)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)對工作狀態(tài)下的零部件振動疲勞危險點(diǎn)壽命監(jiān)測。本系統(tǒng)和方法提高了底盤關(guān)鍵零部件壽命的測量準(zhǔn)確性，且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測系統(tǒng)與方法，屬于汽車起重機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽車起重機(jī)底盤車載關(guān)鍵零部件，如駕駛室、燃油箱和動力電池等部件，本身不是起重機(jī)底盤行駛的承載部件，但其在行駛過程中，受到路面的激勵作用引起強(qiáng)烈振動，進(jìn)而導(dǎo)致其某些位置產(chǎn)生振動損傷，在積累到一定程度后形成裂紋并產(chǎn)生斷裂。關(guān)鍵零部件的突然斷裂失效，影響底盤的行駛安全性，造成經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞，嚴(yán)重時更會導(dǎo)致重大傷亡。

目前，市場上的底盤關(guān)鍵零部件疲勞壽命的監(jiān)測主要是在振動疲勞危險點(diǎn)粘貼應(yīng)變傳感器，采集起重機(jī)底盤行駛狀態(tài)下的危險點(diǎn)的實(shí)時應(yīng)變，然后根據(jù)損傷累加的方法計算振動疲勞危險點(diǎn)的累積損傷，進(jìn)而監(jiān)測相應(yīng)位置的壽命。這種預(yù)測方法原理簡單，便于實(shí)施，但主要存在以下兩個問題：

(1)汽車起重機(jī)底盤工作環(huán)境惡劣，高溫、高濕和高強(qiáng)度振動等復(fù)雜的環(huán)境不僅影響應(yīng)變傳感器的測量可靠性，而且降低應(yīng)變傳感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，測量結(jié)果和實(shí)際值的誤差較大；(2)每一個應(yīng)變傳感器只能監(jiān)測一個危險點(diǎn)的應(yīng)變值，若某一個關(guān)鍵零部件的振動疲勞危險點(diǎn)有多個，就需要相應(yīng)數(shù)量的應(yīng)變傳感器去測量，增加了傳感器和測量通道的數(shù)量，測量操作復(fù)雜，環(huán)境適應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測系統(tǒng)與方法，該監(jiān)測系統(tǒng)和方法能夠在實(shí)現(xiàn)對底盤關(guān)鍵零部件壽命準(zhǔn)確性測量的同時，簡化測量裝置，提高測量裝置的環(huán)境適應(yīng)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測系統(tǒng)，包括零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)和起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測機(jī)構(gòu)；

所述的零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)用于確定零部件的振動疲勞危險點(diǎn)，其包括實(shí)驗(yàn)用故障監(jiān)測零部件、實(shí)驗(yàn)零部件安裝支架和振動試驗(yàn)臺，實(shí)驗(yàn)零部件安裝支架包括上部連接桿一和下部支撐座一，連接桿一的上端與實(shí)驗(yàn)用故障監(jiān)測零部件連接，支撐座一下端通過螺栓一安裝于振動試驗(yàn)臺上；

實(shí)驗(yàn)用故障監(jiān)測零部件上設(shè)有多個應(yīng)變傳感器，各應(yīng)變傳感器和振動試驗(yàn)臺均分別與數(shù)據(jù)采集儀一的一端連接，數(shù)據(jù)采集儀一的另一端與數(shù)據(jù)處理器一連接；

所述的起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測機(jī)構(gòu)用于對由零部件振動疲勞危險點(diǎn)傳遞函數(shù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)確定的零部件的振動疲勞危險點(diǎn)進(jìn)行壽命監(jiān)測，其包括故障監(jiān)測零部件、零部件安裝支架和底盤車架主體，零部件安裝支架包括上部連接桿二和下部支撐座二，連接桿二的上端與故障監(jiān)測零部件連接，支撐座二下端通過螺栓二安裝于底盤車架主體上；

故障監(jiān)測零部件上標(biāo)定有多個振動疲勞危險點(diǎn)；

支撐座二上設(shè)有加速度傳感器；加速度傳感器與數(shù)據(jù)采集儀二的一端連接，數(shù)據(jù)采集儀二的另一端與數(shù)據(jù)處理器二連接。

進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器的安裝位置靠近底盤車架主體和零部件安裝支架的連接螺栓處。

一種起重機(jī)底盤關(guān)鍵零部件振動疲勞壽命監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)通過有限元仿真確定零部件的振動疲勞危險點(diǎn)：