[发明专利]一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法

说明书

本发明公开了一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法，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。该方法对收割机损伤识别高效、准确。

技术领域

本发明涉及收割机损伤识别方法，特别涉及一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法。

背景技术

随着经济社会的迅猛发展，规模化农业生产逐渐成为了农业发展的主流趋势，农用装备的安全性问题越来越受到社会的关注。一方面，随着气候与环境的变化，收割机的作业周期迅速增加，作业环境更加恶劣，在这样的背景下微小的裂纹就会造成巨大的伤害。另一方面，一大批老旧收割机结构仍在关键岗位上发挥着重要作用，若直接按使用周期停用，势必会造成巨大的资源浪费。目前对收割机结构的损伤识别方法研究大多是离散状态下对结构进行探伤或是通过敲击经验的方法，并没有考虑实时损伤识别的实现，且识别精度较低。因此，从全面提高损伤识别精度的角度出发来对收割机进行在线监测是必要的。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法。

技术方案：本发明提供一种基于超声能量谱的收割机损伤识别方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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，施加冲击力优选为施加3倍于一般工况载荷的冲击力，每个区域的面积优选为7cm²，

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。

进一步地，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，