[发明专利]一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法

权利要求书

1.一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、收割机结构损伤位置的确定；

S2、考虑瞬时冲击作用的损伤区域细化；

S3、细化损伤区域的实时在线超声能量采集；

S4、损伤位置断裂能量因子的计算；

S5、实时断裂损伤位置的确定，

所述S1收割机结构损伤位置的确定方法：建立收割机的三维模型，然后将三维模型导入到有限元分析软件中，采用自动模式对其网格进行划分，然后在前处理模块中施加收割机的载荷谱并定义相应的约束条件，完毕后对其进行后处理，确定收割机结构的损伤位置及损伤位置的应力分布情况，记损伤位置的面积为A₁；

所述S2考虑瞬时冲击作用的损伤区域细化方法：在S1的基础上，按照S1中载荷加载的位置选用瞬态分析模块，对结构模型按照自动模式进行网格划分，然后施加冲击力，并定义相同的约束条件，完毕后对其进行后处理，在S1已确定的损伤位置中选择损伤细化的区域，记细化的区域个数标记为N，计算考虑瞬时冲击的损伤区域细化系数C，

其中，C为考虑瞬时冲击的损伤区域细化系数；N为细化的区域个数；A₁为损伤位置的面积；

所述S3细化损伤区域的实时在线超声能量采集方法：在S2确定的细化损伤区域的基础上，布置超声传感设备采集工况条件下的实时能量值I_i，i为时间，i＝1，2…M，单位为秒，收割机每作业5分钟，对这5分钟内数据的超声能量谱进行记录，并根据5分钟内的超声能量谱对谱值奇异率Q_t，幅值变化区间F_t及峰谷插补率G_t进行求解，

其中，Q_t为5分钟内的超声能量谱的谱值奇异率；F_t为5分钟内的超声能量谱的幅值变化区间；G_t为5分钟内的超声能量谱的峰谷插补率；C(I_i)_max为工况条件下5分钟时间内采集到的所有实时能量I_i中的最大值；C(I_i)_min为工况条件下5分钟时间内采集到的所有实时能量I_i中的最小值；I_i为工况条件下的实时能量值，i为时间，h为5分钟时间内对应于C(I_i)_max的时间值，t为每隔5分钟的时间顺次数；

所述S4损伤位置断裂能量因子的计算方法：根据S3中计算的超声能量谱数据，对损伤位置的断裂能量因子Y_N进行计算，

其中，Y_N为损伤位置的断裂能量因子；Δk为裂尖能量因子，通过有限元分析获得；M为监测的总时间；i为时间；C为考虑瞬时冲击的损伤区域细化系数；Q_t为5分钟内的超声能量谱的谱值奇异率；F_t为5分钟内的超声能量谱的幅值变化区间；G_t为5分钟内的超声能量谱的峰谷插补率；t为每隔5分钟的时间顺次数；N为细化的区域个数；

所述S5实时断裂损伤位置的确定方法：在S4中计算的损伤位置断裂能量因子Y_N的基础上，计算所有位置的断裂能量因子的平均值

其中，为所有位置的断裂能量因子的平均值；N为细化的区域个数；Y_i为每个位置的断裂能量因子值；i为时间，当某个区域的断裂能量因子大于时，即认定该区域出现了损伤。