CN116702569B - 基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统,应用于智能电气技术领域,方法包括:建立有限元模型,并进行受力分析形成应力数据;对目标试验构件加载至摩擦片打滑,记录加载扭矩和打滑角度;获取目标试验构件的损伤情况;修正有限元模型,并进行加载计算形成新的应力数据;重复获取多组加载‑打滑数据;根据多组加载‑打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。本发明基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统,获取了连杆式联轴器在多次打滑时及打滑后,结构的应力情况,基于此应力情况可以在不离线的情况下,对使用中的连杆式联轴器进行相关参数的重新标定,有效减少了连杆式联轴器拆装带来的各项成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能电气系统,具体涉及基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统。
背景技术
联轴器作为风力发电机组传动系统中的关键部件,其功能主要有:联接齿轮箱高速轴和发电机轴、传递动力、缓冲减振、轴系容错、电绝缘和力矩过载保护等。现有技术中,申请号为202211655858.2的中国专利公开了一种风力发电机组的联轴器,包括齿轮箱侧组件、中间管轴体组件和电机侧组件,所述齿轮箱侧组件用于连接齿轮箱高速轴,电机侧组件用于连接发电机轴,中间管轴体用于将齿轮箱高速轴的输出动力传递给发电机轴;所述中间管轴体组件包括连接件,所述齿轮箱侧组件和电机侧组件通过连接件分别设置在中间管轴体组件的两端。其公开了连杆式联轴器的主要结构,其中的摩擦片和连杆可以在叶片所产生的力矩过大时发生过载失效,保护联轴器后端的发电机。
然而在连杆式联轴器使用过程中,随着摩擦片打滑和连杆的微变形,其对应的打滑力矩也会逐渐减小,进而加剧摩擦片和连杆的失效。在实际使用过程中,需要在摩擦片打滑角度达到一定程度时,对连杆式联轴器拆除返厂进行相关参数的重新标定,产生大量的停机成本、人力成本和运输成本。
发明内容
为了至少克服现有技术中的上述不足,本申请的目的在于提供基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统。
第一方面,本申请实施例提供了基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,包括:
根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
本申请实施例实施时,对于现有的有限元模型难以进行打滑过程模拟,而对于现场试验,则难以对各种构件进行全面检测;同时现场试验可获取的数据信息相对较少,难以产生足够的样本进行打滑分析和研究。所以在本申请实施例中,发明人综合了仿真计算和试验模拟两者的优势进行打滑分析。其中,可以采用商用有限元或者编程软件如MATLAB进行有限元模型的构建,并赋予相应的单元属性和约束。在进行受力分析的过程中,可以通过向有限元模型的齿轮箱侧进行加载,仿真在正常使用过程中联轴器各个部位的受力情况。在此基础上,通过对目标试验构件进行扭矩加载并逐步增大扭矩到目标试验构件的摩擦片发生打滑时,判定摩擦片和连杆发生了损伤,记录此时的加载扭矩和打滑角度,并记录连杆和摩擦片的损伤情况。获取了上述数据后,通过这些数据调整有限元模型相关的参数,并以本次试验时发生打滑时的加载扭矩进行有限元模型的加载获取新的应力数据。往复循环后,可以通过有限元模型获取大量的应力数据;通过这些应力数据、累计的打滑角度和对应的加载扭矩可以形成相应的数据组进行打滑分析。应当理解的是,从本领域技术人员的角度来看,应力数据在进行分析时,可以选取关键部位的应力数据,如摩擦片、连杆和其他应力较大的部位。而对于摩擦片和连杆来说,可以选取在第一次获取应力数据时,应力最大的部位作为应力数据的采集点;也可以在获取多组应力数据时,对应力数据进行分析,将每次应力最大的多个部位作为应力数据的采集点。本申请实施例通过上述技术方案,获取了连杆式联轴器在多次打滑时及打滑后,结构的应力情况,基于此应力情况可以在不离线的情况下,对使用中的连杆式联轴器进行相关参数的重新标定,有效减少了连杆式联轴器拆装带来的各项成本。
在一种可能的实现方式中,对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况包括:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
在一种可能的实现方式中,根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型包括:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
在一种可能的实现方式中,根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析包括:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
在一种可能的实现方式中,根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析包括:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
第二方面,本申请实施例提供了基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,包括:
构建单元,被配置为根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
试验单元,被配置为对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
探伤单元,被配置为对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
修正单元,被配置为根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
循环单元,被配置为重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
分析单元,被配置为根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
在一种可能的实现方式中,所述探伤单元还被配置为:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
在一种可能的实现方式中,所述修正单元还被配置为:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
在一种可能的实现方式中,所述分析单元还被配置为:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
在一种可能的实现方式中,所述分析单元还被配置为:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法及系统,通过上述技术方案,获取了连杆式联轴器在多次打滑时及打滑后,结构的应力情况,基于此应力情况可以在不离线的情况下,对使用中的连杆式联轴器进行相关参数的重新标定,有效减少了连杆式联轴器拆装带来的各项成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本申请实施例方法步骤流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,应当理解,本申请中附图仅起到说明和描述的目的,并不用于限定本申请的保护范围。另外,应当理解,示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解,流程图的操作可以不按顺序实现,没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外,本领域技术人员在本申请内容的指引下,可以向流程图添加一个或多个其它操作,也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
请结合参阅图1,为本发明实施例所提供的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法的流程示意图,进一步地,所述基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法具体可以包括以下步骤S1-步骤S6所描述的内容。
S1:根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
S2:对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
S3:对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
S4:根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
S5:重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
S6:根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
本申请实施例实施时,对于现有的有限元模型难以进行打滑过程模拟,而对于现场试验,则难以对各种构件进行全面检测;同时现场试验可获取的数据信息相对较少,难以产生足够的样本进行打滑分析和研究。所以在本申请实施例中,发明人综合了仿真计算和试验模拟两者的优势进行打滑分析。其中,可以采用商用有限元或者编程软件如MATLAB进行有限元模型的构建,并赋予相应的单元属性和约束。在进行受力分析的过程中,可以通过向有限元模型的齿轮箱侧进行加载,仿真在正常使用过程中联轴器各个部位的受力情况。在此基础上,通过对目标试验构件进行扭矩加载并逐步增大扭矩到目标试验构件的摩擦片发生打滑时,判定摩擦片和连杆发生了损伤,记录此时的加载扭矩和打滑角度,并记录连杆和摩擦片的损伤情况。获取了上述数据后,通过这些数据调整有限元模型相关的参数,并以本次试验时发生打滑时的加载扭矩进行有限元模型的加载获取新的应力数据。往复循环后,可以通过有限元模型获取大量的应力数据;通过这些应力数据、累计的打滑角度和对应的加载扭矩可以形成相应的数据组进行打滑分析。应当理解的是,从本领域技术人员的角度来看,应力数据在进行分析时,可以选取关键部位的应力数据,如摩擦片、连杆和其他应力较大的部位。而对于摩擦片和连杆来说,可以选取在第一次获取应力数据时,应力最大的部位作为应力数据的采集点;也可以在获取多组应力数据时,对应力数据进行分析,将每次应力最大的多个部位作为应力数据的采集点。本申请实施例通过上述技术方案,获取了连杆式联轴器在多次打滑时及打滑后,结构的应力情况,基于此应力情况可以在不离线的情况下,对使用中的连杆式联轴器进行相关参数的重新标定,有效减少了连杆式联轴器拆装带来的各项成本。
示例的,本申请实施例中的有限元模型在进行加载后,从摩擦片的受力情况可以看出摩擦片应力较高的区域主要集中在特定的环型区域范围内,即可以将该区域的应力数据作为进行后续计算的应力数据。同样的,可以在对连杆的应力数据中选取具体的点位作为后续计算的应力数据的点位。
在一种可能的实现方式中,对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况包括:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
在一种可能的实现方式中,根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型包括:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
本申请实施例实施时,为了将试验和仿真进行相应同步,需要将试验产生的损伤进一步的展现到有限元模型中。具体的,由于对于同一个有限元模型来说,单个部件的尺寸难以进行调整,调整后的部件需要重新划分单元,难以保留上次计算时的各个节点的相关数据,所以对于连杆来说,本申请实施例通过残余变形量换算为弹性模量的变化重新赋值到对应的单元上;如变形后连杆拉长,其刚度会随之降低,将降低的刚度折算成弹性模量后,将弹性模量赋值于对应的单元可以有效的表征这一变化;而对于摩擦片来说,由于摩擦片表面为了增大与力矩限制器右端盖的摩擦力,所以摩擦片表面会存在大量的颗粒,通过摩擦面的颗粒损失情况可以进行摩擦系数的调整。示例的,在初始模型中设置摩擦片与力矩限制器右端盖摩擦系数为0.3,在完成一次的试验和计算后,由于摩擦片表面的颗粒磨损,将该摩擦系数调整为0.27。通过这种方式可以将试验数据转换到有限元模型中。
在一种可能的实现方式中,根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析包括:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
本申请实施例实施时,为了对后续的应力数据进行预判和计算,通过现有的神经网络模型进行打滑分析模型的生成。其中打滑分析模型的输入数据为累计打滑角度和加载扭矩,其为在风力发电机使用中可以获取的数据,而打滑分析模型的输出数据为对应部位的应力数据。通过连续获取的实时应力数据,可以对连杆式联轴器的损伤情况进行分析,进而完成对连杆式联轴器相关参数的实时标定。
在一种可能的实现方式中,根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析包括:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
本申请实施例时,基于疲劳损伤理论,将多项实时应力数据形成应力谱,并提取不同的层级的应力以进行损伤计算。应当理解的是,对于疲劳损伤存在大量模型,本领域技术人员可以根据需要选取相应的模型对损伤进行累加计算,本申请实施例对此不多做限定。完成了实时损伤分析后,可以确定连杆式联轴器的损伤情况,用于进行相关参数的标定。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供了基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,包括:
构建单元,被配置为根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
试验单元,被配置为对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
探伤单元,被配置为对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
修正单元,被配置为根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
循环单元,被配置为重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
分析单元,被配置为根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
在一种可能的实现方式中,所述探伤单元还被配置为:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
在一种可能的实现方式中,所述修正单元还被配置为:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
在一种可能的实现方式中,所述分析单元还被配置为:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
在一种可能的实现方式中,所述分析单元还被配置为:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,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,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,其特征在于,包括:
根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,其特征在于,对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况包括:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
3.根据权利要求2所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,其特征在于,根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型包括:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
4.根据权利要求1所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,其特征在于,根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析包括:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
5.根据权利要求4所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析方法,其特征在于,根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析包括:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
6.使用权利要求1~5任意一项所述方法的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,其特征在于,包括:
构建单元,被配置为根据目标试验构件建立有限元模型,并进行有限元模型受力分析形成应力数据;所述目标试验构件为连杆式联轴器;
试验单元,被配置为对所述目标试验构件的齿轮箱侧进行扭矩加载至所述目标试验构件的摩擦片打滑,记录打滑时的加载扭矩和打滑角度;
探伤单元,被配置为对打滑后的所述目标试验构件进行探伤获取所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况;
修正单元,被配置为根据所述连杆和所述摩擦片的损伤情况修正所述有限元模型,并通过所述加载扭矩对修正后的有限元模型进行加载计算形成新的应力数据;
循环单元,被配置为重复对所述目标试验构件进行扭矩加载并探伤后修正所述有限元模型,获取多组加载-打滑数据;所述加载-打滑数据为应力数据、累计打滑角度和加载扭矩构成的三元组数据;所述累计打滑角度为对应当前情况的历史产生的打滑角度之和;
分析单元,被配置为根据多组所述加载-打滑数据进行连杆式联轴器的打滑分析。
7.根据权利要求6所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,其特征在于,所述探伤单元还被配置为:
获取打滑后所述连杆的残余变形量,并将所述残余变形量换算为弹性模量变化;
获取打滑后所述摩擦片的摩擦面的颗粒损失情况;
将所述颗粒损失情况和所述弹性模量变化作为所述目标试验构件的连杆和摩擦片的损伤情况。
8.根据权利要求7所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,其特征在于,所述修正单元还被配置为:
根据所述弹性模量变化调整所述有限元模型中对应连杆的弹性模量,并根据所述颗粒损失情况调整所述有限元模型中摩擦片对应区域的摩擦系数。
9.根据权利要求6所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,其特征在于,所述分析单元还被配置为:
以所述三元组数据中的累计打滑角度和加载扭矩作为输入数据,并以所述所述三元组数据中的应力数据作为输出数据训练神经网络模型生成打滑分析模型;
当连杆式联轴器装机使用时,实时获取对应该连杆式联轴器的累计打滑角度和加载扭矩作为实时数据;
将所述实时数据输入所述打滑分析模型,获取该连杆式联轴器的应力数据作为实时应力数据;
根据所述实时应力数据对该连杆式联轴器进行实时损伤分析。
10.根据权利要求9所述的基于有限元分析的连杆式联轴器打滑分析系统,其特征在于,所述分析单元还被配置为:
将获取所述连杆式联轴器目标区域的多项实时应力数据,并形成应力谱;
从所述应力谱中提取多个层级的应力值,并基于多个层级的应力值的循环次数进行不同层级应力值产生损伤的计算。
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