[发明专利]基于平均马氏距离的松动螺栓位置定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于平均马氏距离的松动螺栓位置定位方法及系统。所述松动螺栓位置定位方法包括：在螺栓联接结构上喷涂散斑点，并确定各个螺栓位置处的散斑点；在相同的工作条件下，利用机器视觉测量方法获取无松动振动位移响应信号以及有松动振动位移响应信号；根据所述无松动振动位移响应信号和所述有松动振动位移响应信号计算在螺栓松动前后各个散斑点处振动位移响应信号的平均马氏距离；对所述平均马氏距离进行归一化处理，确定归一化处理后的平均马氏距离；根据所述归一化处理后的平均马氏距离确定松动螺栓位置。采用本发明所提供的松动螺栓位置定位方法及系统能够降低人工排查工作量，提高排查效率。

技术领域

本发明涉及松动螺栓位置定位领域，特别是涉及一种基于平均马氏距离的松动螺栓位置定位方法及系统。

背景技术

螺栓联接因其具有拆卸方便、成本低等优点，广泛应用于各种结构联接中。在设备运行过程中，螺栓联接结构不可避免的受到外界环境激励的影响，特别是当外部激励频率与结构的某一阶频率或几阶模态频率相同或者接近时，容易发生共振导致螺栓联接发生松动。在大型设备中，其结构上广泛采用较多的螺栓联接，在众多螺栓中准确找出松动螺栓的位置将对设备结构的健康维护具有重要的意义。而现有的松动螺栓位置定位是依靠人工进行逐一排查，在众多螺栓中找到其中的松动螺栓工作量大且效率极低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于平均马氏距离的松动螺栓位置定位方法及系统，以解决依靠人工排查松动螺栓的工作量大，效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于平均马氏距离的松动螺栓位置定位方法，包括：

在螺栓联接结构上喷涂散斑点，并确定各个螺栓位置处的散斑点；

在相同的工作条件下，利用机器视觉测量方法获取螺栓无松动状态下的螺栓联接结构上各个所述散斑点的无松动振动位移响应信号以及螺栓有松动状态下的螺栓联接结构上各个所述散斑点的有松动振动位移响应信号；

根据所述无松动振动位移响应信号和所述有松动振动位移响应信号计算在螺栓松动前后各个散斑点处振动位移响应信号的平均马氏距离；

对所述平均马氏距离进行归一化处理，确定归一化处理后的平均马氏距离；

根据所述归一化处理后的平均马氏距离确定松动螺栓位置。

可选的，所述根据所述无松动振动位移响应信号和所述有松动振动位移响应信号计算在螺栓松动前后各个散斑点处振动位移响应信号的平均马氏距离，具体包括：

将无松动振动位移响应信号序列平均分为L段，获取无松动状态下的各个所述散斑点的各段信号；所述无松动振动位移响应信号序列为螺栓无松动状态下的螺栓联接结构上各个所述散斑点的无松动振动位移响应信号排列组成的无松动振动位移响应信号序列；L为信号的分段数；

将有松动振动位移响应信号序列平均分为L段，获取有松动状态下的各个所述散斑点的各段信号；所述有松动振动位移响应信号序列为螺栓有松动状态下的螺栓联接结构上各个所述散斑点的有松动振动位移响应信号排列组成的有松动振动位移响应信号序列；

根据公式计算第k个所述散斑点无松动状态下第i段信号和有松动状态下第i段信号的马氏距离；其中，为无松动状态下第k个所述散斑点无松动振动位移响应信号的第i段信号；为有松动状态下第k个所述散斑点有松动振动位移响应信号的第i段信号；为第k个所述散斑点的无松动状态下第i段信号和有松动状态下第i段信号的马氏距离；V为和所构成的总体的协方差矩阵；k为散斑点的个数；i为信号段数，i＝1,2,3,...,L；T为矩阵的转置符号；

根据计算平均马氏距离；其中，d^(k)为第k个散斑点在松动前后的振动响应信号的平均马氏距离。