[发明专利]一种基于残余应力影响区间修正的起重机轮轨磨损监测方法

权利要求书

1.一种基于残余应力影响区间修正的起重机轮轨磨损监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.起重机实际工况下轮轨结构宏观应力的测量：

首先，在有限元分析软件ANSYS中建立起重机轮轨结构的有限元分析模型，运用自适应模式对其进行网格化划分，然后将工况的载荷与约束条件导入到前处理模块中，完毕后开始进行后处理过程，在后处理模块中确定起重机轮轨结构的易损伤部位，并在有限元分析模型中进行标记；

根据有限元分析模型中的标记结果，在实际工况的起重机轮轨结构中布置应力测点；对工况条件下宏观应力进行实时测量，并记为σ_it，其中，i为易损伤部位的编号，t为时间；σ_it为轮轨结构中易损伤部位i在t时刻所测得的宏观应力值；

S2.起重机实际工况下轮轨结构残余应力的测量：

在易损伤部位上布置X射线残余应力测量设备，对轮轨结构中易损伤部位的残余应力值进行实时测量，并记为γ_it，其中，i为易损伤部位的编号，t为时间；γ_it为轮轨结构中易损伤部位i在t时刻所测得的残余应力值；

S3.监测时间内残余应力影响区间的求解：

将建立的起重机轮轨结构有限元分析模型导入到热分析模块中，模拟易损伤部位中的焊缝结构，并进行轮轨接触条件下的热应力分析，确定在工况条件下的模拟最大残余应力值为Y_max；

然后将S2中计算的轮轨结构残余应力值γ_it与S3中求解的工况条件下模拟最大残余应力值Y_max代入下式，对监测时间内的残余应力影响区间β进行求解：

其中，Y_max为工况条件下的模拟最大残余应力值；M为易损伤部位的个数；t_m为总监测时间；i为易损伤部位的编号，t为时间；γ_it为轮轨结构中易损伤部位i在t时刻所测得的残余应力值；

S4.基于残余应力影响区间修正的复合应力计算：

在S1、S2、S3的基础上，确定第i号易损伤部位的基于残余应力影响区间修正的复合应力值F_i

其中，F_i为第i号易损伤部位的基于残余应力影响区间修正的复合应力值；β为监测时间内的残余应力影响区间；t_m为总监测时间；σ_it为工况条件下的实时宏观应力；t为时间；γ_it为轮轨结构中易损伤部位i在t时刻所测得的残余应力值；

S5.基于残余应力影响区间修正的起重机轮轨结构中磨损值计算：

在S1中建立的有限元分析模型的基础上，将S4中求解的第i号易损伤部位的复合应力值F_i作为载荷的输入值，分别施加于i号位置；然后施加实际工况的约束条件，对轮轨结构中每个易损伤部位的磨损值W_i进行计算，即可实现起重机轮轨结构中磨损量的实时监测。