臂架动应力实时求解方法、系统、服务器及工程机械技术方案

本发明专利技术提供一种臂架动应力实时求解方法、系统、服务器及工程机械，属于工程机械监测技术领域。所述方法包括：确定指定作业时间范围内工程机械的臂架上各分段的臂架姿态数据，以及所述工程机械的相应运行参数；基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况；分配与所述典型姿态工况对应的动载系数，并获取所述工程机械的实时运行参数；基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力。本发明专利技术用于臂架的应力统计和提供寿命预估的数据基础。的数据基础。的数据基础。

【技术实现步骤摘要】
臂架动应力实时求解方法、系统、服务器及工程机械


[0001]本专利技术涉及工程机械监测
，具体地涉及一种臂架动应力实时求解方法、一种臂架动应力实时求解系统、一种电子设备、一种服务器、一种工程机械和一种计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]臂架是工程机械关键承载结构，安全可靠的臂架对大型工程机械/装备的安全运行起着至关重要的作用。受限于工程机械实际作业环境和长期作业规范性的不确定性，很难避免不出现工程机械生命周期内裂纹损伤、结构疲劳、材料疲劳，甚至是没有征兆(征兆例如服役时发出异常声响和/或可见的异常形变)的疲劳失效。因此，监测工程机械的臂架疲劳情况，以及更进一步地进行臂架健康状态确定和评估其剩余寿命，对于决定臂架是否继续服役和防范臂架疲劳失效风险，具有十分重要的意义和价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种臂架动应力实时求解方法、系统、服务器及工程机械，避免了疲劳损伤估计与臂架的作业实际情况脱离联系，例如很难确定疲劳加载的实际工况，而导致的难以发现无征兆的疲劳损伤、失效的技术问题，进而实现在无征兆疲劳失效(如结构开裂、破碎)前发现损伤、改善健康状态监测和剩余寿命评估的准确性和可靠性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种臂架动应力实时求解方法，该臂架动应力实时求解方法包括：
[0005]确定指定作业时间范围内工程机械的臂架上各分段的臂架姿态数据，以及所述工程机械的相应运行参数；
[0006]基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况；
[0007]分配与所述典型姿态工况对应的动载系数，并获取所述工程机械的实时运行参数；
[0008]基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力。
[0009]具体的，所述基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况，包括：
[0010]基于所述臂架姿态数据，确定所述指定作业时间范围内各节臂的姿态变化范围；
[0011]基于所述姿态变化范围和所述相应运行参数，确定各节臂的典型姿态工况。
[0012]具体的，所述基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况，包括：
[0013]将所述臂架姿态数据，转换为单臂上各段臂节的姿态变化范围；
[0014]基于所述单臂上各段臂节的姿态变化范围和所述相应运行参数，确定所述单臂的典型姿态工况；
[0015]其中，所述单臂是与所述臂架呈姿态等效关系的结构模型，所述结构模型包括多段臂节，各段臂节是简单结构单元。
[0016]具体的，其中，所述单臂上的臂节与所述臂架上的节臂有指定的映射关系；
[0017]所述映射关系用于将所述臂架上的指定段节臂的动应力，与所述单臂上的指定段臂节的姿态映射，
[0018]所述单臂上的指定段臂节的载荷历程被等效为，以所述单臂上的指定段臂节的姿态，在指定作业时间范围内，受所述单臂上的后段臂节的载荷作用。
[0019]具体的，其中，所述单臂的臂节具有结构特征参数，所述结构特征参数包括以下至少一项：
[0020]所述臂架的截面形状特征参数、厚度特征参数、伸缩重叠特征参数、连杆结构特征参数、连接结构特征参数、支撑结构特征参数。
[0021]具体的，其中，所述单臂的端部臂节被配置成具有延伸臂节长度的功能。
[0022]具体的，所述基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力，包括：
[0023]利用所述动载系数和所述实时运行参数，确定应力转换系数；
[0024]利用所述应力转换系数和选取的应力的乘积，获得所述臂架上各分段的等效动应力，其中，
[0025]所述选取的应力为通过基于平衡方程，求解与所述单臂上各臂节的姿态变化对应的载荷而得到的，且与所述典型姿态工况对应，
[0026]在所述指定作业时间范围内，所述单臂上指定段臂节受到分解的所述单臂的端部的等效载荷作用，
[0027]所述单臂上指定段臂节受分解的等效载荷作用产生的等效动应力为所述选取的应力和所述应力转换系数的乘积，
[0028]所述单臂上各臂节(或分段)的等效动应力即所述臂架上各节臂(或分段)的等效动应力。
[0029]具体的，应用于服务器；所述服务器还用于执行大数据处理，执行的大数据处理包括：
[0030]接收由具有臂架的工程机械发送的臂架姿态数据和相应运行参数，形成指定规模的关系数据记录；
[0031]基于所述关系数据记录，对指定的各典型姿态工况进行统计，并基于平衡方程计算载荷和应力，确定各典型姿态工况下应力的数值分布规律；
[0032]基于统计结果和所述数值分布规律，通过所述单臂确定所述臂架在服役过程中各典型姿态工况的应力转换系数或动载系数。
[0033]本专利技术实施例提供一种臂架动应力实时求解系统，该臂架动应力实时求解系统包括：
[0034]采集模块，用于确定指定作业时间范围内工程机械的臂架上各分段的臂架姿态数据，以及所述工程机械的相应运行参数；
[0035]确定模块，用于基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况；
[0036]分配模块，用于分配与所述典型姿态工况对应的动载系数，并获取所述工程机械的实时运行参数；
[0037]转换模块，用于基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力。
[0038]再一方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：
[0039]至少一个处理器；
[0040]存储器，与所述至少一个处理器连接；
[0041]其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。
[0042]又一方面，本专利技术实施例提供一种服务器，该服务器与工程机械通信连接，该服务器具有前述的电子设备。
[0043]又一方面，本专利技术实施例提供一种工程机械，该工程机械与前述的服务器通信连接。
[0044]又一方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行前述的方法。
[0045]本专利技术使用时(而且，同时可以是臂架实时服役过程中)通过臂架姿态和运行参数确定得出臂架的等效动应力，使用时不需要应变传感器、加速度传感器等敏感测量器件，无需提供应变传感信号、加速度信号等信号/相应采集数据以参与动应力的实时计算，同时，通过实时运行参数叠加实际作业对臂架的影响，使得等效动应力关联工程机械实际作业时的载荷的影响。
[0046]本专利技术通过姿态变化范围结合相应运行参数确定(函数计算/查表等)典型姿态工况，或者本专利技术通过单臂与臂架的等效关系确定典型姿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臂架动应力实时求解方法，其特征在于，该臂架动应力实时求解方法包括：确定指定作业时间范围内工程机械的臂架上各分段的臂架姿态数据，以及所述工程机械的相应运行参数；基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况；分配与所述典型姿态工况对应的动载系数，并获取所述工程机械的实时运行参数；基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力。2.根据权利要求1所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，所述基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况，包括：基于所述臂架姿态数据，确定所述指定作业时间范围内各节臂的姿态变化范围；基于所述姿态变化范围和所述相应运行参数，确定各节臂的典型姿态工况。3.根据权利要求1所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，所述基于所述臂架姿态数据和所述相应运行参数，确定所述指定作业时间范围内的典型姿态工况，包括：将所述臂架姿态数据，转换为单臂上各段臂节的姿态变化范围；基于所述单臂上各段臂节的姿态变化范围和所述相应运行参数，确定所述单臂的典型姿态工况；其中，所述单臂是与所述臂架呈姿态等效关系的结构模型，所述结构模型包括多段臂节，各段臂节是简单结构单元。4.根据权利要求3所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，其中，所述单臂上的臂节与所述臂架上的节臂有指定的映射关系；所述映射关系用于将所述臂架上的指定段节臂的动应力，与所述单臂上的指定段臂节的姿态映射，所述单臂上的指定段臂节的载荷历程被等效为，以所述单臂上的指定段臂节的姿态，在指定作业时间范围内，受所述单臂上的后段臂节的载荷作用。5.根据权利要求4所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，其中，所述单臂的臂节具有结构特征参数，所述结构特征参数包括以下至少一项：所述臂架的截面形状特征参数、厚度特征参数、伸缩重叠特征参数、连杆结构特征参数、连接结构特征参数、支撑结构特征参数。6.根据权利要求5所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，其中，所述单臂的端部臂节被配置成具有延伸臂节长度的功能。7.根据权利要求3至6中任意一项所述的臂架动应力实时求解方法，其特征在于，所述基于所述动载系数和所述实时运行参数，确定所述臂架上各分段的等效动应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玲，佘玲娟，尹莉，刘延斌，马德福，胡昌发，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：