起重机工况数据分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种起重机工况数据分析系统及方法，能够对起重机进行疲劳预警。所述系统，包括：工况数据采集系统、工况数据传输系统、工况数据处理系统、疲劳分析系统以及预警系统；其中，所述工况数据采集系统，用于采集起重机的待分析承载部件的工况数据；所述工况数据传输系统，用于将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；所述工况数据处理系统，用于判断所述工况数据是否超出预设工况限值；所述疲劳分析系统，用于在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；所述预警系统，用于根据所述疲劳分析结果进行预警。

Data analysis system and method of crane working condition

【技术实现步骤摘要】
起重机工况数据分析系统及方法
本专利技术涉及起重机
，具体而言，涉及一种起重机工况数据分析系统及方法。
技术介绍
对于起重机的使用来说，超载时有发生，由此导致的其承载部件疲劳破坏成为主要失效模式之一。虽然起重机在设计之初都是有考虑超载系数的。但是暂时都没有指出承载部件疲劳损伤的情况，使得使用人员不能及时获知承载部件的疲劳损伤情况，从而不便于使用人员及时对承载部件进行设备维护。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种起重机工况数据分析系统及方法，能够对起重机进行疲劳预警。第一方面，本专利技术实施例提供了一种起重机工况数据分析系统，包括：工况数据采集系统、工况数据传输系统、工况数据处理系统、疲劳分析系统以及预警系统；其中，所述工况数据采集系统，用于采集起重机的待分析承载部件的工况数据；所述工况数据传输系统，用于将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；所述工况数据处理系统，用于判断所述工况数据是否超出预设工况限值；所述疲劳分析系统，用于在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；所述预警系统，用于根据所述疲劳分析结果进行预警。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于前述系统的工况数据分析方法，包括：通过所述工况数据采集系统采集起重机的待分析承载部件的工况数据；通过所述工况数据传输系统将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；>通过所述工况数据处理系统判断所述工况数据是否超出预设工况限值；在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，通过所述疲劳分析系统利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；通过所述预警系统根据所述疲劳分析结果进行预警。该系统和方法至少能实现如下效果：借助于工况数据采集系统采集起重机的待分析承载部件的工况数据；借助于工况数据传输系统将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；借助于工况数据处理系统判断所述工况数据是否超出预设工况限值；在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，借助于疲劳分析系统利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；借助于预警系统根据所述疲劳分析结果进行预警，通过上述方案能对起重机的待分析承载部件进行疲劳分析以及预警，即能够对起重机进行疲劳预警，便于对起重机的承载部件进行排查。附图说明本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：图1为本专利技术起重机工况数据分析系统一实施例的结构示意图；图2为本专利技术工况数据分析方法一实施例的流程示意图。具体实施方式在下文中将结合附图对本公开内容的示例性实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施方式的过程中可以做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施方式可以相互组合、不同实施方式之间的特征替换或借用、在一个实施方式中省略一个或多个特征。参看图1，本专利技术公开一种起重机工况数据分析系统，包括：工况数据采集系统1、工况数据传输系统2、工况数据处理系统3、疲劳分析系统4以及预警系统5；其中，所述工况数据采集系统1，用于采集起重机的待分析承载部件的工况数据；所述工况数据传输系统2，用于将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统3；所述工况数据处理系统3，用于判断所述工况数据是否超出预设工况限值；所述疲劳分析系统4，用于在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；所述预警系统5，用于根据所述疲劳分析结果进行预警。本实施例中，工况数据采集系统1可以是力限器，待分析承载部件可以包括大臂、转台、车架及支腿，力限器采集的待分析承载部件的工况数据可以包括吊载重量、吊载幅度及大臂臂长。力限器采集的工况数据需要是实时数据，便于后续系统进行实时的疲劳分析及预警。力限器采集到这些工况数据后，将这些工况数据发送给工况数据传输系统2，工况数据传输系统2对这些工况数据进行分析，判断工况数据是否超出预设工况限值，该判断过程具体可以包括：查找预设的吊载幅度及大臂臂长，与吊载重量限值的对应关系(即预设工况限值)，确定待分析承载部件的吊载幅度及大臂臂长对应的吊载重量限值，将该吊载重量限值确定为第一吊载重量限值；判断待分析承载部件的吊载重量是否小于第一吊载重量限值，若小于第一吊载重量限值，则确定工况数据未超出预设工况限值，否则，则确定工况数据超出预设工况限值。工况数据传输系统2在确定工况数据未超出预设工况限值时，将所述工况数据发送给所述疲劳分析系统4。所述疲劳分析系统4在接收到所述工况数据后，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果，并在所述疲劳分析结果达到预警级别时，通过所述预警系统5进行预警，其中，具体预警方式包括发出声音、发送信息(比如发给预设的管理人员)等等，此处不再赘述。本专利技术实施例提供的起重机工况数据分析系统，借助于工况数据采集系统1采集起重机的待分析承载部件的工况数据；借助于工况数据传输系统2将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统3；借助于工况数据处理系统3判断所述工况数据是否超出预设工况限值；在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，借助于疲劳分析系统4利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；借助于预警系统5根据所述疲劳分析结果进行预警，通过上述方案能对起重机的待分析承载部件进行疲劳分析以及预警，即能够对起重机进行疲劳预警，便于对起重机的承载部件进行排查。在前述系统实施例的基础上，所述疲劳分析系统4，具体可以用于：针对所述待分析承载部件构建有限元模型，并根据所述工况数据和有限元模型得到所述待分析承载部件在单位载荷下的有限元分析结果；采用雨流计数法对所述工况数据进行处理得到不同载荷幅下的循环次数，并根据所述有限元分析结果、不同载荷幅下的循环次数和所述待分析承载部件的材料的S-N曲线得到所述待分析承载部件的损伤值。本实施例中，在进行疲劳分析时，可以对起重机的待分析承载部件构建有限元模型。然后对待分析承载部件做试验采集载荷谱(即工况数据)，将采集的载荷谱结合待分析承载部件的材料S-N曲线得到在neq循环次数下的等效载荷幅，基于此等效载荷幅，结合有限元模型算出待分析承载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种起重机工况数据分析系统，其特征在于，包括：/n工况数据采集系统、工况数据传输系统、工况数据处理系统、疲劳分析系统以及预警系统；其中，/n所述工况数据采集系统，用于采集起重机的待分析承载部件的工况数据；/n所述工况数据传输系统，用于将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；/n所述工况数据处理系统，用于判断所述工况数据是否超出预设工况限值；/n所述疲劳分析系统，用于在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；/n所述预警系统，用于根据所述疲劳分析结果进行预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种起重机工况数据分析系统，其特征在于，包括：
工况数据采集系统、工况数据传输系统、工况数据处理系统、疲劳分析系统以及预警系统；其中，
所述工况数据采集系统，用于采集起重机的待分析承载部件的工况数据；
所述工况数据传输系统，用于将所述工况数据传输给所述工况数据处理系统；
所述工况数据处理系统，用于判断所述工况数据是否超出预设工况限值；
所述疲劳分析系统，用于在所述工况数据未超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行疲劳分析，得到疲劳分析结果；
所述预警系统，用于根据所述疲劳分析结果进行预警。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述疲劳分析系统，具体用于：
针对所述待分析承载部件构建有限元模型，并根据所述工况数据和有限元模型得到所述待分析承载部件在单位载荷下的有限元分析结果；
采用雨流计数法对所述工况数据进行处理得到不同载荷幅下的循环次数，并根据所述有限元分析结果、不同载荷幅下的循环次数和所述待分析承载部件的材料的S-N曲线得到所述待分析承载部件的损伤值。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
强度和屈曲分析系统，用于在所述工况数据超出所述预设工况限值时，利用所述工况数据对所述待分析承载部件进行强度和屈曲分析，得到强度和屈曲分析结果；
其中，所述预警系统，还用于根据所述强度和屈曲分析结果进行预警。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述强度和屈曲分析系统，具体用于：
针对所述待分析承载部件构建有限元模型，基于所述工况数据，对所述有限元模型进行加载静强度分析，得到所述待分析承载部件的应力云图，并根据所述应力云图、所述待分析承载部件的材料的许用应力和抗拉强度判断所述待分析承载部件是否有开裂的风险；
基于所述工况数据，对所述有限元模型进行屈曲分析，得到超载工况下所述待分析承载部件各个部位的前5阶屈曲系数，并根据所述前5阶屈曲系数判断所述待分析承载部件是否有屈曲变形的风险。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待分析承载部件包括大臂、转台、车架及支腿，所述工况数据包括吊载重量、吊载幅度及大臂臂长。


6.一种基于权利要求1至5任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰飞，张俊，胡慧雨，
申请(专利权)人：三一汽车起重机械有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43