基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911196382.9 (22)申请日 2019.11.28 (71)申请人 扬州大学 地址 225100 江苏省扬州市邗江区大学南 路88号 (72)发明人 朱林黄嘉铭韩清振郭广明 孙进吴多利 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 柏尚春 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01L 1/12(2006.01) G01L 5/00(2006.01) G01M 13/00(2019.01) G01M 17。

2、/007(2006.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于微观残余应力突度的装载机底盘 可靠性检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于微观残余应力突度 的装载机底盘可靠性检测方法， 包括如下步骤： S1、 确定装载机底盘易损伤的区域； S2、 基于漏磁 方式的关键区域残余应力实时采集； S3、 固定时 间节点的底盘易损伤区域残余应力密集度计算； S4、 固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力突 度计算； S5、 装载机底盘可靠性指标的计算。 该检 测方法实时、 高效、 精度高。 权利要求书2页 说明书5页 附图1。

3、页 CN 111079267 A 2020.04.28 CN 111079267 A 1.一种基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特征在于： 包括如下 步骤： S1、 确定装载机底盘易损伤的区域； S2、 基于漏磁方式的关键区域残余应力实时采集； S3、 固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力密集度计算； S4、 固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力突度计算； S5、 装载机底盘可靠性指标的计算。 2.根据权利要求1所述的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特 征在于： 所述步骤S1中确定装载机底盘易损伤的区域， 并在相应的焊缝结构区域进行标记。 3.根据权利要求。

4、2所述的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特 征在于： 所述步骤S2中， 对易损伤的区域布置漏磁方式残余应力测量装置来实时分别采集 每个损伤区域的X、 Y、 Z三个方向的残余应力值， 即： riqx、 riqy、 riqz， 然后按式(1)对三向残余应力进行合成， 即可得到每个损伤区域的实时综合残余应力 值 rig， 其中， riq为在q时刻第i个损伤区域所对应的综合残余应力值； riqx为在q时刻第i个损 伤区域所对应的X方向残余应力值； riqy为在q时刻第i个损伤区域所对应的Y方向残余应力 值； riqz为在q时刻第i个损伤区域所对应的Z方向残余应力值； 为装载机底盘所。

5、对应的X向 漏磁力适配系数， 取值区间为1.10-1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取 值区间为0.765-0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为0.837- 0.93； i为损伤区域的编号， i1.2.3.N， N为损伤区域的全部个数。 4.根据权利要求3所述的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特 征在于： 所述步骤S3中， 根据每个损伤区域的实时综合残余应力值riq， 代入下式对固定时 间节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度值进行计算， 其中， tm为固定时间节点的时间值； m为时间节点编号， 取值区间为1， 2， 3.；。

6、为固 定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度；为在固定时间节点tm时第i个损伤 区域所对应的综合残余应力值； q为时间； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系数， 取 值区间为1.10-1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区间为0.765- 0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为0.837-0.93； S( riq)max为 0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最大值； S( riq)min为0-tm时刻 内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最小值； A为残余应力采集面积系数， 取值为2。 5.根据权利要求。

7、4所述的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特 权利要求书 1/2 页 2 CN 111079267 A 2 征在于： 所述步骤S4中， 根据各损伤区域的残余应力密集度， 代入下式对固定时间节点tm的 残余应力突度进行计算， 其中，为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时间节点tm 时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为在固定时间节点tm时第i个损伤区域所对 应的综合残余应力值； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系数， 取值区间为1.10- 1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区间为0.765-0.85； 为装载机底 盘所对应的Z向漏。

8、磁力适配系数， 取值区间为0.837-0.93； S( riq)max为0-tm时刻内第i个损 伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最大值； S( riq)min为0-tm时刻内第i个损伤区域 采集到的所有综合残余应力值中的最小值；为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有 综合残余应力值中的平均值， 6.根据权利要求5所述的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 其特 征在于： 所述步骤S5中， 根据固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度对在固 定时间节点tm时整体装载机底盘的可靠性指标H进行计算， 其中， H为固定时间节点tm时整体装载机底盘的可靠性指标； Hi为固定时间。

9、节点tm时装 载机第i个损伤区域的可靠性指标； S(Hi)max为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠性指 标中的最大值； S(Hi)min为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠性指标中的最小值； N为损 伤区域的个数；为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时间 节点tm时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为0-tm时刻内第i个损伤区域的 残余应力突度的最小值；为0-tm时刻内第i个损伤区域的残余应力突度的最大值； A为残余应力采集面积系数， 取值为2。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111079267 A 3 一种基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法 技术领。

10、域 0001 本发明涉及底盘可靠性检测方法， 特别涉及一种基于微观残余应力突度的装载机 底盘可靠性检测方法。 背景技术 0002 装载机作为一种常见的大型工程机械， 其运行安全性问题越来越受到社会的关 注。 在这样的背景前提下， 若无法对装载机底盘的安全状态进行实时检测就无法掌握和避 免事故的发生， 因此对装载机底盘的可靠性进行实时检测是必要且紧迫的。 装载机底盘的 可靠性检测方法有很多种， 但大多通过结合宏观检测应力与常规损伤力学模型的办法， 但 这对于实际情况下底盘的整体可靠性检测来说存在很多局限性， 准确性和检测效率都不能 得到保证。 如何从材料内部的残余应力的突变递归过程这一微观角度出。

11、发来对装载机底盘 可靠性进行检测是目前这一研究领域存在的共性问题。 发明内容 0003 发明目的： 本发明目的是提供一种精度高的基于微观残余应力突度的装载机底盘 可靠性检测方法。 0004 技术方案： 本发明提供一种基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方 法， 包括如下步骤： 0005 S1、 确定装载机底盘易损伤的区域； 0006 S2、 基于漏磁方式的关键区域残余应力实时采集； 0007 S3、 固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力密集度计算； 0008 S4、 固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力突度计算； 0009 S5、 装载机底盘可靠性指标的计算。 0010 进一步地， 所述。

12、步骤S1中确定装载机底盘易损伤的区域， 并在相应的焊缝结构区 域进行标记。 0011 进一步地， 所述步骤S2中， 对易损伤的区域布置漏磁方式残余应力测量装置来实 时分别采集每个损伤区域的X、 Y、 Z三个方向的残余应力值， 即： riqx、 riqy、 riqz， 0012 然后按式(1)对三向残余应力进行合成， 即可得到每个损伤区域的实时综合残余 应力值 riq， 0013 0014 其中， riq为在q时刻第i个损伤区域所对应的综合残余应力值； riqx为在q时刻第i 个损伤区域所对应的X方向残余应力值； riqy为在q时刻第i个损伤区域所对应的Y方向残余 应力值； riqz为在q时刻第。

13、i个损伤区域所对应的Z方向残余应力值； 为装载机底盘所对应 的X向漏磁力适配系数， 取值区间为1.10-1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系 数， 取值区间为0.765-0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为 0.837-0.93； i为损伤区域的编号， i1.2.3.N， N为损伤区域的全部个数。 说明书 1/5 页 4 CN 111079267 A 4 0015 进一步地， 所述步骤S3中， 根据每个损伤区域的实时综合残余应力值riq， 代入下 式对固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度值进行计算， 0016 0017其中， tm为固定时间节。

14、点的时间值； m为时间节点编号， 取值区间为1， 2， 3.； 为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度；为在固定时间节点tm时第i个 损伤区域所对应的综合残余应力值； q为时间； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系 数， 取值区间为1.10-1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区间为 0.765-0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为0.837-0.93； S ( riq)max为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最大值； S( riq)min 为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最小。

15、值； A为残余应力采集 面积系数， 取值为2。 0018 进一步地， 所述步骤S4中， 根据各损伤区域的残余应力密集度， 代入下式对固定时 间节点tm的残余应力突度进行计算， 0019 0020其中，为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时间节 点tm时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为在固定时间节点tm时第i个损伤区域 所对应的综合残余应力值； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系数， 取值区间为1.10- 1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区间为0.765-0.85； 为装载机底 盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为0.837-0.93；。

16、 S( riq)max为0-tm时刻内第i个损 伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最大值； S( riq)min为0-tm时刻内第i个损伤区域 采集到的所有综合残余应力值中的最小值；为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有 综合残余应力值中的平均值， 0021 进一步地， 所述步骤S5中， 根据固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度 对在固定时间节点tm时整体装载机底盘的可靠性指标H进行计算， 0022 0023 说明书 2/5 页 5 CN 111079267 A 5 0024 其中， H为固定时间节点tm时整体装载机底盘的可靠性指标； Hi为固定时间节点tm 时装载机第i个损伤。

17、区域的可靠性指标； S(Hi)max为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠 性指标中的最大值； S(Hi)min为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠性指标中的最小值； N 为损伤区域的个数；为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时 间节点tm时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为0-tm时刻内第i个损伤区域 的残余应力突度的最小值；为0-tm时刻内第i个损伤区域的残余应力突度的最大 值； A为残余应力采集面积系数， 取值为2。 0025 上述技术方案中 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系数， 取值区间为优选为 1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值优。

18、选为0.85； 为装载机底盘所对 应的Z向漏磁力适配系数， 取值优选为0.93。 0026 有益效果： 本发明区别于常规的宏观应力值， 微观残余应力的突度更能够体现材 料内部微观应力的复杂动态演变过程， 更易于体现结构内部损伤的实时变化过程。 本发明 可以实现装载机可靠性的检测， 并从微观残余应力的突变递归过程这一角度出发来对装载 机可靠性进行检测， 从而避免了通过传统阈值判据或断裂力学模型来评判整体装载机可靠 性的局限性， 更有效地提高装载机可靠性检测的准确性与效率。 本方法尤其适应于大型装 载机底盘的健康状态监测。 附图说明 0027 图1为本发明方法的流程图。 具体实施方式 0028 如。

19、图1所示， 本实施例的基于微观残余应力突度的装载机底盘可靠性检测方法， 包 括以下步骤： 0029 S1.确定装载机底盘易损伤的区域： 0030 根据经验确定装载机底盘的常见易损伤区域， 并在相应的焊缝结构区域进行标 记， 以便后续残余应力分布的实时采集； 0031 S2.基于漏磁方式的关键区域残余应力实时采集： 0032 在S1的基础上， 对常见损伤区域布置漏磁方式残余应力测量装置来实时分别采集 每个损伤区域的X、 Y、 Z三个方向的残余应力值， 即： riqx、 riqy、 riqz。 0033 然后按式(1)对三向残余应力进行合成， 即可得到每个损伤区域的实时综合残余 应力值 riq。 。

20、0034 0035 其中， riq为在q时刻第i个损伤区域所对应的综合残余应力值； riqx为在q时刻第i 个损伤区域所对应的X方向残余应力值； riqy为在q时刻第i个损伤区域所对应的Y方向残余 应力值； riqz为在q时刻第i个损伤区域所对应的Z方向残余应力值； 为装载机底盘所对应 的X向漏磁力适配系数， 取值区间为1.10-1.22， 优选1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁 力适配系数， 取值区间为0.765-0.85， 优选0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配 系数， 取值区间为0.837-0.93， 优选0.93； i为损伤区域的编号， i1.2.3.N， N为损伤区。

21、 说明书 3/5 页 6 CN 111079267 A 6 域的全部个数。 0036 S3.固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力密集度计算： 0037 根据S2中确定的每个损伤区域的实时综合残余应力值riq， 代入下式对固定时间 节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度值进行计算。 0038 0039其中， tm为固定时间节点的时间值； m为时间节点编号， 取值区间为1， 2， 3.； 为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力密集度；为在固定时间节点tm时第i个 损伤区域所对应的综合残余应力值； q为时间； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系 数， 取值区间为1.10-1.22， 优选1。

22、.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区 间为0.765-0.85， 优选0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为 0.837-0.93， 优选0.93； S( riq)max为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力 值中的最大值； S( riq)min为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的 最小值； A为残余应力采集面积系数， 取值为2。 0040 S4.固定时间节点的底盘易损伤区域残余应力突度计算： 0041 根据S3中各损伤区域的残余应力密集度， 代入下式对固定时间节点tm的残余应力 突度进行计算。 0042 。

23、0043其中，为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时间节 点tm时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为在固定时间节点tm时第i个损伤区域 所对应的综合残余应力值； 为装载机底盘所对应的X向漏磁力适配系数， 取值区间为1.10- 1.22， 优选1.22； 为装载机底盘所对应的Y向漏磁力适配系数， 取值区间为0.765-0.85， 优 选0.85； 为装载机底盘所对应的Z向漏磁力适配系数， 取值区间为0.837-0.93， 优选0.93； S(riq)max为0-tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的最大值； S ( riq)min为0-tm时刻内第i个损伤。

24、区域采集到的所有综合残余应力值中的最小值；为0- tm时刻内第i个损伤区域采集到的所有综合残余应力值中的平均值， 0044 S5.装载机底盘可靠性指标的计算： 0045根据S4中固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度对在固定时间节 点tm时整体装载机底盘的可靠性指标H进行计算。 说明书 4/5 页 7 CN 111079267 A 7 0046 0047 0048 其中， H为固定时间节点tm时整体装载机底盘的可靠性指标； Hi为固定时间节点tm 时装载机第i个损伤区域的可靠性指标； S(Hi)max为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠 性指标中的最大值； S(Hi)min为固定时间节点tm时所有损伤区域的可靠性指标中的最小值； N 为损伤区域的个数；为固定时间节点tm时第i个损伤区域的残余应力突度；为固定时 间节点tm时第i个损伤区域的的残余应力密集度值；为0-tm时刻内第i个损伤区域 的残余应力突度的最小值；为0-tm时刻内第i个损伤区域的残余应力突度的最大 值； A为残余应力采集面积系数， 取值为2。 说明书 5/5 页 8 CN 111079267 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 111079267 A 9 。