【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起重机结构健康监测，具体涉及一种起重机应力监测数据处理方法与系统。
技术介绍
1、起重机械广泛应用于冶金、电力、港口、物流、机械制造、建筑业和海洋工程等国民经济各行业中，是工业生产的重要工艺设备，关系到保障人民生命安全。传统的起重机械管理以安全管理为主，主要是依据起重机定期检验规程开展定期检验，进而根据检测结果给出结论或开展一些安全评价工作，这种管理模式通常仅能反映起重机械当前的安全状况，不能真实反映起重机械系统的健康状态。随着信息技术的快速发展，尤其是大数据技术的兴起，起重机械安全管理工作将日益基于监测大数据和分析而开展。
2、起重机疲劳引起的结构损伤失效是起重机械结构最重要的失效破坏模式之一。疲劳损伤失效具有非常大的潜在危险，当起重机械的关键结构达到或者接近其疲劳寿命时，关键结构可能会突然发展为折断等严重事故，并造成重大人员伤亡。据统计，在现代工业领域中，80%以上以上的结构失效破坏是由结构的疲劳损伤失效模式引起的。同时，随着经济和科技的发展，与以前相比，起重机械的工作环境越来越恶劣、需要承受的外部载荷越来越复杂，因此而造成的疲劳损伤破坏也越来越严重和频繁。
3、起重机械是一种以间隙作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的物料搬运机械，其中部分工作状态引起的应力幅值较小，基本不产生疲劳累积损伤，另外起重机也不是时时处于工作状态，非工作状态的起重机应力幅值很小，同样基本不引发疲劳累积损伤。因此，实时的应力监测大数据间歇性的大数据。其大部分的应力监测数据属于无效的非工作运行状态数据。随着监测
4、本专利技术提供了一种起重机应力监测数据处理方法与系统，为应力监测大数据的实时分析提供方法和技术支持。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种起重机应力监测数据处理方法与系统，以解决现有技术中缺乏起重机间歇性应力监测大数据处理方法，进而难以实现应力监测大数据实时在线分析的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种起重机应力监测数据处理方法，包括以下步骤：
4、步骤1：通过起重机应力监测系统，实时获取某一时间段的应力监测数据；
5、步骤2：剔除监测数据的应力异常值；
6、步骤3：提取和分离监测数据的趋势项，得到新的监测数据；
7、步骤4：根据起重机的一个工作循环的时间，对新的监测数据进行分段，得到分段后的监测数据；
8、步骤5：计算分段后的监测数据的应力最大值和应力最小值的差值，假设材料的疲劳极限为sf，应力幅sa的阈值取5%的sf，即sa_threshold=0.05*sf；
9、步骤6：判断本段应力监测数据是否需要存储/远程传输，具体判断方法为：
10、定义准则1：
11、（1）；
12、定义准则2：
13、sa<sa_threshold（2）；
14、其中，为应力最大值，为应力最小值；
15、如果满足准则1，则本段应力监测数据无需存储/远程传输；
16、如果>sa_threshold，不满足准则1，则采用循环计数法计算应力幅值sa，如果满足准则2，则本段应力监测数据无需存储/远程传输；
17、如果sa>sa_threshold，不满足准则2，则本段应力监测数据和计算得到的sa进行存储/远程传输，后续用于结构疲劳损伤的计算分析。
18、进一步地，步骤2中，所述剔除监测数据的应力异常值的计算式为：
19、（3）；
20、其中，xi为某一时间段的应力监测数据，i=1，2，…，n，为xi的均值，为为xi的标准差。
21、进一步地，步骤3中，所述提取和分离监测数据的趋势项具体包括以下步骤：
22、设应力监测数据为x(n)（n=1,2，…，n），由于采样数据是等时间间隔的，设一个多项式函数：
23、（4）；
24、为了确定的待定系数（j=0,1，…，m），要使得函数与离散数据x(n)的误差平方和为最小，即：
25、（5）；
26、满足e有极值的条件为：
27、（6）；
28、依次取e对求偏导，得到m+1个线性方程组：
29、（7）；
30、求解方程组（7），得到m+1个待定系数（j=0,1，…，m）；
31、消除线性趋势项公式为：
32、（8）；
33、当时为二次/高次曲线趋势项。
34、进一步地，步骤5中，所述应力幅sa的计算步骤如下：
35、（1）剔除既不是峰值也不是谷值的数据点，将时间历程记录转化为峰谷值序列；
36、（2）针对峰谷值序列采用双参数的雨流计数法进行循环计数，提取和统计幅值和均值。
37、第二方面，本专利技术提供了一种起重机应力监测数据处理系统，用于实现起重机应力监测数据处理方法，包括：
38、应力监测数据获取模块，用于实时获取起重机应力监测数据；
39、异常值剔除模块，用于对应力监测数据进行异常值剔除；
40、趋势项提取和分离模块，用于对剔除异常值后的监测数据进行趋势项提取和分离；
41、数据分段模块，用于对趋势项提取和分离后的监测数据进行分段；
42、应力幅值计算和判断模块，用于计算每段数据的应力幅值，并根据预设的准则判断该段数据是否为有效数据，以及是否需要进行存储或远程传输。
43、第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机指令，处理器用于运行存储器上存储的计算机指令，用于执行上述任一方面中公开的任一项所述的起重机应力监测数据处理方法的步骤。
44、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行上述任一方面中公开的任一项所述的起重机应力监测数据处理方法的步骤。
45、基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：
46、本专利技术基于准则1和准则2，准则1和准则2较为简单，计算要求低，能有效判断起重机是否引发疲劳累积损伤的状态，极大的减小应力监测大数据存储/传输的容量，分析工作仅需对“有效运行工作状态”的监测数据开展分析计算，既可快速、高效完成基于应力监测大数据的分析任务，节省人力物力，又达到整体环节可控高效。
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1.一种起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤2中，所述剔除监测数据的应力异常值的计算式为：
3.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤3中，所述提取和分离监测数据的趋势项采用最小二乘法或Savitzky-Golay平滑滤波法，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤5中，所述应力幅Sa的计算步骤如下：
5.一种起重机应力监测数据处理系统，用于实现权利要求1-4中任意一项所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，包括：
6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机指令，处理器用于运行存储器上存储的计算机指令，用于执行如权利要求1-4任意一项所述的起重机应力监测数据处理方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的起重机
...【技术特征摘要】
1.一种起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤2中，所述剔除监测数据的应力异常值的计算式为：
3.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤3中，所述提取和分离监测数据的趋势项采用最小二乘法或savitzky-golay平滑滤波法，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的起重机应力监测数据处理方法，其特征在于，步骤5中，所述应力幅sa的计算步骤如下：
【专利技术属性】
技术研发人员：陈力，冯岩鹏，丁克勤，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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