CN110967208B - 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法 - Google Patents

基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110967208B
CN110967208B CN201911265701.7A CN201911265701A CN110967208B CN 110967208 B CN110967208 B CN 110967208B CN 201911265701 A CN201911265701 A CN 201911265701A CN 110967208 B CN110967208 B CN 110967208B
Authority
CN
China
Prior art keywords
residual stress
damaged
crane
area
factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911265701.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110967208A (zh
Inventor
朱林
王鹏
吴多利
韩清振
郭广明
边义祥
孙进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou University
Original Assignee
Yangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou University filed Critical Yangzhou University
Priority to CN201911265701.7A priority Critical patent/CN110967208B/zh
Publication of CN110967208A publication Critical patent/CN110967208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110967208B publication Critical patent/CN110967208B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005—Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明公开了基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，包括如下步骤：S1、起重机关键区域的残余应力测量；S2、残余应力主单元方向的确定；S3、主单元方向上残余应力标定因子的求解；S4、融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数求解；S5、基于单元妥协因子修正的起重机实时可靠度求解。该检测方法准确性好，效率高，节省人力物力。

Description

基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法
技术领域
本发明涉及起重机可靠度检测方法，特别涉及基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法。
背景技术
起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。起重机作为大型的起重设备，购买起重机的成本很大，为了延长起重的寿命，使其更加坚固耐用，就必须了解起重机机身在使用过程中可能会出现的健康状况，如起重机机身出现了裂痕。起重机安装不当也会造成长时间的腐蚀和损害。所以在安装的时候和平时的检查的时候也应该得到重视，机械保养的关注不能缺少。桥式起重机在长时间的使用下，会受到不同程度的腐蚀，如果在加上一定的撞击力，裂纹就会出现。通常情况下通过加上润滑油，减少摩擦力，来延长起重机的使用寿命，并定期进行检查和维护保养，一般由维修人员和操作人员共同来完成。若起重机健康状况不佳且没有及时发现处理会存在事故隐患，造成巨大的财力和生命损失，起重机的健康状态问题越来越受到社会的关注。而通常情况下起重机状态的检查都是由人工来完成的，费时费力，且不全面、准确。
在这样的背景前提下，为了进一步掌握和避免安全事故的发生，对起重机可靠度进行实时检测是必要且紧迫的。起重机可靠度检测方法有很多种，但大多是基于应力值测量与断裂力学准则的基础上展开的，这对于实际情况下起重机的整体可靠度检测来说存在很多局限性，准确性不高，检测效率低。如何从残余应力内部的妥协关系这一微观角度出发来对起重机可靠度进行监测是目前这一研究领域存在的共性问题。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供的基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法。
技术方案：本发明提供的基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，包括如下步骤：
S1、起重机关键区域的残余应力测量；
S2、残余应力主单元方向的确定；
S3、主单元方向上残余应力标定因子的求解；
S4、融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数求解；
S5、基于单元妥协因子修正的起重机实时可靠度求解。
进一步地，所述步骤S1中的测量方法为：根据经验确定起重机的常见易损伤区域，进行标记作为关键区域，并对损伤标记区域布置X射线残余应力测量装置来实时分别采集每个损伤区域上X、Y、Z三个方向的残余应力值，即：σrix、σriy、σriz。
进一步地，所述步骤S2中的确定方法为：在S1的基础上，代入下式对每个损伤区域在X、Y、Z三个方向上的残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi进行计算，并确定三个参数中的最大值方向为主单元方向，
Figure BDA0002312108570000021
Figure BDA0002312108570000022
Figure BDA0002312108570000023
Figure BDA0002312108570000024
Figure BDA0002312108570000025
Figure BDA0002312108570000026
其中，i为损伤区域代号，i＝1，2，3…N；Qαi为第i个损伤区域X方向上的残余应力方向系数；Qβi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力方向系数；Qγi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力方向系数；αi为第i个损伤区域X方向上的残余应力分配系数；βi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力分配系数；γi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力分配系数；σrix为第i个损伤区域X方向上的残余应力；σriy为第i个损伤区域Y方向上的残余应力；σriz为第i个损伤区域Z方向上的残余应力；C(αi，βi，γi)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力分配系数的最大值；C(σrix，σriy，σriz)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力的最大值。
进一步地，所述步骤S3中求解方法为：根据S2中确定的每个损伤区域的残余应力主单元方向系数，代入下式对第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子Mi进行计算，
Figure BDA0002312108570000031
Figure BDA0002312108570000032
其中，Mi为第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子；Qi为第i个损伤区域中主单元方向上的残余应力系数，即X、Y、Z三个方向上残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi中的最大值；σri为第i个损伤区域的残余应力综合值；A为X射线残余应力的面积系数，常取值为2。
进一步地，所述步骤S4中求解方法为：根据S3中损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子，代入下式对融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数λ进行求解，
Figure BDA0002312108570000033
Figure BDA0002312108570000034
其中，λ为融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数；
Figure BDA0002312108570000035
为所有损伤区域主单元方向上残余应力标定因子的平均值；Di为损伤区域的残余应力动态定标系数；
Figure BDA0002312108570000036
为所有损伤区域中主单元方向上的残余应力系数平均值；C(Mi)max为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最大值；C(Mi)min为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最小值。
进一步地，所述步骤S5中的求解方法为：根据S4中融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数，代入下式对起重机实时可靠度R进行求解。
Figure BDA0002312108570000041
其中，R为起重机实时可靠度数值；
Figure BDA0002312108570000042
为所有损伤区域中X方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure BDA0002312108570000043
为所有损伤区域中Y方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure BDA0002312108570000044
为所有损伤区域中Z方向上残余应力方向系数的平均值。
有益效果：本发明可以实现实时起重机可靠度的检测，并从微观残余应力的妥协变化角度出发来对起重机可靠度进行检测，从而避免了通过传统损伤力学模型来评判整体起重机可靠度的局限性，更有效地提高起重机可靠度检测的准确性与效率。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，该方法包括以下步骤：
S1.起重机关键区域的残余应力测量：
根据经验确定起重机的常见易损伤区域，对相应的起重机区域进行标记，并对常见损伤标记区域布置X射线残余应力测量装置来实时分别采集每个损伤区域上X、Y、Z三个方向的残余应力值，即：σrix、σriy、σriz。
S2.残余应力主单元方向的确定：
在S1的基础上，代入下式对每个损伤区域在X、Y、Z三个方向上的残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi进行计算，并确定三个参数中的最大值方向为主单元方向。
Figure BDA0002312108570000045
Figure BDA0002312108570000046
Figure BDA0002312108570000051
Figure BDA0002312108570000052
Figure BDA0002312108570000053
Figure BDA0002312108570000054
其中，i为损伤区域代号，i＝1，2，3…N；Qαi为第i个损伤区域X方向上的残余应力方向系数；Qβi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力方向系数；Qγi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力方向系数；αi为第i个损伤区域X方向上的残余应力分配系数；βi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力分配系数；γi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力分配系数；σrix为第i个损伤区域X方向上的残余应力；σriy为第i个损伤区域Y方向上的残余应力；σriz为第i个损伤区域Z方向上的残余应力；C(αi，βi，γi)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力分配系数的最大值；C(σrix，σriy，σriz)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力的最大值。
S3.主单元方向上残余应力标定因子的求解：
根据S2中确定的每个损伤区域的残余应力主单元方向系数，代入下式对第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子Mi进行计算。
Figure BDA0002312108570000055
Figure BDA0002312108570000061
其中，Mi为第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子；Qi为第i个损伤区域中主单元方向上的残余应力系数，即X、Y、Z三个方向上残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi中的最大值；σri为第i个损伤区域的残余应力综合值；A为X射线残余应力的面积系数，常取值为2。
S4.融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数求解：
根据S3中损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子，代入下式对融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数λ进行求解。
Figure BDA0002312108570000062
Figure BDA0002312108570000063
其中，λ为融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数；
Figure BDA0002312108570000064
为所有损伤区域主单元方向上残余应力标定因子的平均值；Di为损伤区域的残余应力动态定标系数；
Figure BDA0002312108570000065
为所有损伤区域中主单元方向上的残余应力系数平均值；C(Mi)max为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最大值；C(Mi)min为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最小值。
S5.基于单元妥协因子修正的起重机实时可靠度求解：
根据S4中融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数，代入下式对起重机实时可靠度R进行求解。
Figure BDA0002312108570000066
其中，R为起重机实时可靠度数值；
Figure BDA0002312108570000067
为所有损伤区域中X方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure BDA0002312108570000068
为所有损伤区域中Y方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure BDA0002312108570000069
为所有损伤区域中Z方向上残余应力方向系数的平均值。

Claims (4)

1.一种基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、起重机关键区域的残余应力测量；
S2、残余应力主单元方向的确定；
S3、主单元方向上残余应力标定因子的求解；
S4、融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数求解；
S5、基于单元妥协因子修正的起重机实时可靠度求解，
所述步骤S1中的测量方法为：确定起重机的常见易损伤区域，进行标记作为关键区域，并对损伤标记区域布置X射线残余应力测量装置来实时分别采集每个损伤区域上X、Y、Z三个方向的残余应力值，即：σrix、σriy、σriz，
所述步骤S2中的确定方法为：在S1的基础上，代入下式对每个损伤区域在X、Y、Z三个方向上的残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi进行计算，并确定三个参数中的最大值方向为主单元方向，
Figure FDA0002996929080000011
Figure FDA0002996929080000012
Figure FDA0002996929080000013
Figure FDA0002996929080000014
Figure FDA0002996929080000015
Figure FDA0002996929080000021
其中，i为损伤区域代号，i＝1，2，3…N；Qαi为第i个损伤区域X方向上的残余应力方向系数；Qβi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力方向系数；Qγi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力方向系数；αi为第i个损伤区域X方向上的残余应力分配系数；βi为第i个损伤区域Y方向上的残余应力分配系数；γi为第i个损伤区域Z方向上的残余应力分配系数；σrix为第i个损伤区域X方向上的残余应力；σriy为第i个损伤区域Y方向上的残余应力；σriz为第i个损伤区域Z方向上的残余应力；C(αi，βi，γi)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力分配系数的最大值；C(σrix，σriy，σriz)max为第i个损伤区域上X、Y、Z三个方向残余应力的最大值。
2.根据权利要求1所述的基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，其特征在于：所述步骤S3中求解方法为：根据S2中确定的每个损伤区域的残余应力主单元方向系数，代入下式对第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子Mi进行计算，
Figure FDA0002996929080000022
Figure FDA0002996929080000023
其中，Mi为第i个损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子；Qi为第i个损伤区域中主单元方向上的残余应力系数，即X、Y、Z三个方向上残余应力方向系数Qαi、Qβi、Qγi中的最大值；σri为第i个损伤区域的残余应力综合值；A为X射线残余应力的面积系数，取值为2。
3.根据权利要求2所述的基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，其特征在于：所述步骤S4中求解方法为：根据S3中损伤区域的主单元方向上残余应力标定因子，代入下式对融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数λ进行求解，
Figure FDA0002996929080000031
Figure FDA0002996929080000032
其中，λ为融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数；
Figure FDA0002996929080000033
为所有损伤区域主单元方向上残余应力标定因子的平均值；Di为损伤区域的残余应力动态定标系数；
Figure FDA0002996929080000034
为所有损伤区域中主单元方向上的残余应力系数平均值；C(Mi)max为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最大值；C(Mi)min为所有损伤区域中主单元方向上残余应力标定因子的最小值。
4.根据权利要求3所述的基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法，其特征在于：所述步骤S5中的求解方法为：根据S4中融合残余应力标定因子的妥协因子修正系数，代入下式对起重机实时可靠度R进行求解，
Figure FDA0002996929080000035
其中，R为起重机实时可靠度数值；
Figure FDA0002996929080000036
为所有损伤区域中X方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure FDA0002996929080000037
为所有损伤区域中Y方向上残余应力方向系数的平均值；
Figure FDA0002996929080000038
为所有损伤区域中Z方向上残余应力方向系数的平均值。
CN201911265701.7A 2019-12-11 2019-12-11 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法 Active CN110967208B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911265701.7A CN110967208B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911265701.7A CN110967208B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110967208A CN110967208A (zh) 2020-04-07
CN110967208B true CN110967208B (zh) 2021-06-01

Family

ID=70033932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911265701.7A Active CN110967208B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110967208B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107208403B (zh) * 2014-12-24 2020-12-29 昆士兰中部矿业供应有限公司 估计提升构件中的疲劳的系统和方法
CN104809311B (zh) * 2015-05-14 2017-11-03 东南大学 一种基于多因素融合修正的结构件剩余寿命预测方法
CN105628373B (zh) * 2016-03-21 2019-05-14 金陵科技学院 一种焊接钢结构的疲劳损伤计算方法
JP6762817B2 (ja) * 2016-09-09 2020-09-30 Ntn株式会社 軸受部品の寿命診断方法、軸受部品の寿命診断装置、および軸受部品の寿命診断プログラム
CN106815419B (zh) * 2017-01-03 2020-01-24 东南大学 一种基于裂纹信息预测的起重机运行状态在线评估方法
CN107506544B (zh) * 2017-08-18 2020-09-22 中国航发北京航空材料研究院 一种金属材料疲劳裂纹扩展预测方法
CN110133016A (zh) * 2019-04-16 2019-08-16 平高集团有限公司 一种焊接数值模拟辅助x射线衍射检测残余应力的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110967208A (zh) 2020-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Seo et al. Bridge rating protocol using ambient trucks through structural health monitoring system
CN110806191B (zh) 基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法
CN109781752B (zh) 检测套筒灌浆缺陷的x射线数字成像增强与定量识别方法
CN117057600A (zh) 一种混凝土桥梁结构裂缝的在线监测分析方法
CN113155015A (zh) 一种管道运行期间的应变监测方法及系统
CN114511129A (zh) 一种桥梁安全状态预警方法及系统
CN117351006A (zh) 一种基于深度学习的汽车钣金件表面缺陷检测方法及系统
CN110967208B (zh) 基于单元妥协因子修正残余应力的起重机可靠度检测方法
CN110544034A (zh) 一种输电线路交叉跨越风险评估方法
CN114299489A (zh) 一种基于大数据的智慧博物馆管理方法及云管理平台
CN117852122A (zh) 一种pc桥梁结构内钢绞线现存应力检测的方法
CN109870354A (zh) 金属圆棒试样单轴拉伸断后伸长率自动测量方法
CN110980527B (zh) 基于顺位竞争系数修正残余应力的起重机健康监测方法
CN110081853B (zh) 一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法
CN112326296A (zh) 一种适用于分析金相组织与Agt性能关系的取样方法及系统
Kang et al. Development of a Model for Recognizing Cracks on Concrete Surfaces Using Digital Image Processing Techniques
CN105258966B (zh) 一种基于裂纹扩展信息的起重设备实时安全运行指标确定方法
CN117233152A (zh) 一种t型梁桥健康监测系统
Knop Analysis of risk of nonconformities and applied quality inspection methods in the process of aluminium profiles coating based on FMEA results
CN110984114A (zh) 一种深基坑全周期动态监测方法
CN204943046U (zh) 一种智能可视化管道缺陷诊断仪
CN113240637B (zh) 一种基于机器学习的墙面平整度信息化检测方法和系统
CN110954311B (zh) 基于单元妥协系数修正残余应力的港机钢圈健康监测方法
KR20210100348A (ko) 가스 배관 위험성 측정 방법 및 이를 이용한 측정 시스템
CN110360944B (zh) 一种基于三维点云的吊钩形变监测与显示方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant