CN105069182B - 用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法 - Google Patents

用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法，该方法包括：记录吊车梁的位置信息；为吊车梁设定疲劳验算点的位置信息；为吊车梁的疲劳验算点建立对应的应力幅函数，其中，应力幅函数以起吊重量和走行位置为输入变量；在吊车梁的每次走行过程中，利用对应的应力幅函数计算起吊物对疲劳验算点形成的应力幅；将吊车梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数。可见，基于本发明，对吊车梁的疲劳使用寿命的监测可以不再倚赖于应力感应片。因此，监测的成本和施工难度不会因吊车梁及疲劳验算点的数量增加而显著提升。

Description

用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法
技术领域
本发明涉及检测技术，特别涉及一种用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法。
背景技术
吊车梁在其疲劳验算点的应力幅循环次数是衡量其疲劳使用寿命的重要参数。为了获得这样的参数，需要在吊车梁的疲劳验算点处布设应力感应片以测量应力幅、并通过对应力幅进行折算来得到应力幅循环次数。
然而，在现实环境中，可能会同时存在多根吊车梁需要被监测疲劳使用寿命，并且，为了使监测结果更为准确，每根吊车梁的疲劳验算点的数量通常会多于一个。这样，监测所需的应力感应片的数量就会随着吊车梁及疲劳验算点的数量增加而随之增长，并且，安装应力感应片所需的例如贴片、布线等施工操作难度也会随着吊车梁及疲劳验算点的数量增加而明显提升。从而，导致监测的成本较高、且施工难度较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法，包括：
记录吊车梁的位置信息；
依据吊车梁的位置信息，为吊车梁设定疲劳验算点的位置信息；
为吊车梁的疲劳验算点建立对应的应力幅函数，其中，应力幅函数以起吊重量和走行位置为输入变量；
利用对应的应力幅函数计算吊车的每次走行过程在吊车梁的疲劳验算点形成的应力幅；
将吊车梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数。
可选地，吊车梁布置在厂房内，吊车梁及其疲劳验算点的位置信息中包括以厂房内的三维空间为参考坐标系的坐标信息。
可选地，应力幅函数的输入变量中的起吊重量由起吊物的重量赋值。
可选地，起吊物的重量是通过安装于吊车的称重传感器在吊车的走行过程中对起吊物称重得到的。
可选地，应力幅函数的输入变量中的走行位置由起吊物在走行方向上的位移赋值。
可选地，起吊物在走行方向上的位移是通过安装于吊车的位置传感器在吊车的走行过程中采集得到的。
可选地，应力幅循环次数的折算依据疲劳累积损伤原理。
可选地，吊车梁的数量多于一根。
可选地，每根吊车梁的疲劳验算点的数量多于一个。
如上可见，基于本发明，对吊车梁的疲劳使用寿命的监测可以不再倚赖于应力感应片。因此，监测的成本和施工难度不会因吊车梁及疲劳验算点的数量增加而显著提升。
附图说明
图1为本发明实施例用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法的示例性流程示意图；
图2为如图1所示方法的一优选实例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
监测成本和施工难度随吊车梁及疲劳验算点的数量增加而提升，主要是由于监测必须倚赖于在每根吊车梁的每个疲劳验算点处均安装应力感应片所致。因此，在一个实施例中，通过消除监测对应力感应片的依赖性来避免这样的情况发生。
即，该实施例针对每根吊车梁的每个疲劳验算点预先建立起吊重量和走行位置与应力幅的函数关系，由于这样的函数关系能够体现出吊车梁在不同受力位置承受不同负载重量时于疲劳验算点形成的应力幅，因此，通过测量每台吊车每次走行过程中所负载的起吊重量、以及走行位置的变化，即可计算出原本需要由应力感应片在每根吊车梁的疲劳验算点处测量得到的应力幅。
请参见图1，该实施例中用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法，包括：
S11，记录吊车梁的位置信息。
实际应用中，吊车梁通常可以布置在厂房内，因此，本步骤中记录的吊车梁的位置信息中，可以包括以厂房内的三维空间为参考坐标系的坐标信息。并且，本步骤所记录的吊车梁的位置信息不限于仅记录一根吊车梁的位置信息的情况，即，对于同时存在多于一根吊车梁的环境，本步骤可以同时记录所有吊车梁的位置信息。
S12，依据吊车梁的位置信息，为吊车梁设定疲劳验算点的位置信息。
实际应用中，当S11记录的吊车梁的位置信息中包括以厂房内的三维空间为参考坐标系的坐标信息时，本步骤记录的疲劳验算点的位置信息中也可以包括以厂房内的三维空间为参考坐标系的坐标信息。并且，无论S11记录的位置信息所涉及的吊车梁的数量如何，本步骤针对每根吊车梁都可以设定一个或多于一个疲劳验算点的位置信息。
S13，为吊车梁的疲劳验算点建立对应的应力幅函数，其中，应力幅函数以起吊重量和走行位置为输入变量。
即，作为输入变量的起吊重量可以动态地体现反映实际情况中出现的负载重量，而作为输入变量的走行位置则可以动态地体现反映出实际情况中承受负载重量的受力位置。
S14，利用对应的应力幅函数计算吊车的每次走行过程在吊车梁的疲劳验算点形成的应力幅。
实际应用中，应力幅函数的输入变量中的起吊重量可以由安装于吊车的称重传感器(例如，安装于吊车的吊钩)对起吊物称重而赋值。并且，应力幅函数的输入变量中的走行位置则由安装于吊车的位置传感器通过采集起吊物的运行轨迹而赋值。
S15，将吊车梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数。
实际应用中，本步骤所执行的折算可以依据疲劳累积损伤原理来实现。
如上可见，上述实施例对吊车梁的疲劳使用寿命的监测可以不再倚赖于应力感应片。因此，监测的成本和施工难度不会因吊车梁及疲劳验算点的数量增加而明显提升。
而且，若对新建的吊车梁在启用初期就采用上述的方法予以监测，则通过应力循环次数的累积可以得知吊车梁的剩余使用寿命。若对于已经过一定使用年限的既有吊车梁采用上述的方法予以监测，则将在一定时段内监测获得的应力循环次数与吊车梁已使用年限、吊车梁所在车间的生产记录等历史记录资料进行比较分析，同样可以对吊车梁的剩余使用寿命作出估计。
参见图2，以监测的吊车梁的数量多于一根为例，在一个具体实例中，如图1所示的流程可以变形为如下步骤：
S21，记录所有吊车梁的位置信息。
S22，依据每根吊车梁的位置信息，为该吊车梁设定各疲劳验算点的位置信息。
S23，分别为每根吊车梁的每个疲劳验算点建立对应的应力幅函数，每根吊车梁的每个疲劳验算点对应的应力幅函数均以起吊重量和走行位置为输入变量。
S24，当装挂有起吊物的吊车开始走行时，采集装载于吊车吊钩的起吊物重量、以及起吊物随吊车在走行方向上的运行轨迹，该运行轨迹可用于确定起吊物在任意时刻的走行位置。
S25，以起吊物重量、以及起吊物在走行方向上的运行轨迹分别对应力幅函数的输入变量中的起吊重量和走行位置赋值，并利用对应的应力幅函数计算吊车梁的每次走行过程在疲劳验算点形成的应力幅。
S26，依据疲劳累积损伤原理，将吊车梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数。
在上述流程中，S24-S26可以针对每根吊车梁的每次走行反复循环地执行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法，其特征在于，该方法包括：
记录布置在厂房内的吊车梁的位置信息，吊车梁的数量多于一根；
依据吊车梁的位置信息，为吊车梁设定疲劳验算点的位置信息，每根吊车梁的疲劳验算点的数量多于一个；
为吊车梁的疲劳验算点建立对应的应力幅函数，其中，应力幅函数以起吊重量和走行位置为输入变量；
利用对应的应力幅函数计算吊车的每次走行过程在吊车梁的疲劳验算点形成的应力幅；
将吊车梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数；
其中，应力幅函数的输入变量中的起吊重量由起吊物的重量赋值，并且应力幅函数的输入变量中的走行位置由起吊物在走行方向上的位移赋值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吊车梁及其疲劳验算点的位置信息中包括以厂房内的三维空间为参考坐标系的坐标信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，起吊物的重量是通过安装于吊车的称重传感器在吊车的走行过程中对起吊物称重得到的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，起吊物在走行方向上的位移是通过安装于吊车的位置传感器在吊车的走行过程中采集得到的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应力幅循环次数的折算依据疲劳累积损伤原理。
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