(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210787359.2 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 扬州大学 地址 225009 江苏省扬州市大 学南路88号 (72)发明人 朱林　邢本傲　牛青阳　汪俊豪　 王金　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于自愈特征峭度的起重装备安全特 征指标评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于自愈特征峭度的起 重装备安全特征指标评估 方法， 包括： S1.起重装 备工况条件下振动监测谱的采集； S2.振动监测 自愈峭度的确定； S3.振动监测谱中异变提取因 子的确定； S4.起重装备运行安全自愈峭度的确 定； S5.大型起重装备件安全特征指标值的确定。 本发明可以实现起重装备件在非正常连续工作 条件下起重装 备安全特征指标的实时评估， 通过 振动监测谱来实时反应起重装备中极端工况的 位置， 进而结合有限元分析结果估算波扩张系数 与波紧缩系数， 并通过异变提取因子的加入来融 合波扩张系数与波紧缩系数， 构建起重装备特定 的自愈特征峭度， 有利于精确地实时获取大型起 重装备件的安全特 征指标值。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115099108 A 2022.09.23 CN 115099108 A 1.一种基于自愈特征峭度的起重装备安全特征指标评估方法， 其特征在于： 包括如下 步骤： S1起重装备工况 条件下振动监测谱的采集； 首先， 在Pro ‑E软件中建立待分析起重装备的三维模型， 并将建立的起重装备件三维模 型导入到有限元分析软件A NSYS中， 设定四面体网格为三 维模型的网格划分公 式， 待约束和 工况载荷条件设置完毕后对其静载前条件的应力分布进行求解， 完 毕后选择其在工况条件 下应力分布数值较大的关键位置， 并在ANSYS软件中继续计算这几个位置所对应的瞬态响 应分布及最大响应数值， 并在此基础上， 选择最大应力 分布与最大瞬态响应互相 重叠的危 险区域， 作为待采集振动监测谱的采集点位置， 在三维模型上进行适当标定， 记为编号i， i ＝1， 2， ..M， M为标记的危险区域的个数， 在第i号起重装备件区域上布置间 隙性异声谱采集设备及传感器单元工况条件下起重 装备件的振动 监测谱信 息进行实时采集， 记其实时采集到的声谱幅值为Aij， 其中， i为 区域 编号， i＝1， 2， ..M， j为声谱幅值的采集时间， j＝1， 2， ..tm， tm为采集的实时时间， 并在此基 础上， 实时采集振动监测谱的导波率Dij及反向疏导率Fij， 其中， i为区域编号， i＝1， 2， ..M， j为声谱幅值的采集时间， j＝1， 2， . .tm， tm为采集的实时 时间， S2振动监测自愈 峭度的确定； 在S1分析 所获得的结果基础上， 代入下式对波自愈 峭度Bi进行求解， Bi＝|Bki‑Bsi| 其中， Bki为正向波自愈 峭度， Bsi为反向波自愈 峭度， 其中， Bki为正向波自愈峭度， Bsi为反向波自愈峭度， M为标记的危险区域的个数， tm为采 集的实时时间， Aij为实时采集到的声谱幅值， Aijmax为所有实时采集到的声谱幅值中的最大 值， Aijmin为所有实时采集到的声谱幅值中的最小值， S3振动监测谱中异变提取因子的确定； 在S1与S2分析数据的基础上， 将S2中采集到的实 时声谱幅值的最大值Aijmax作用输入条 件输入到有限元分析软件中， 反向计算所对应的最大工况载荷数值σmax， 分布区域所对应的 最小工况 载荷数值σmin及第一主应力反向上的平均应力值σm， 然后代入下式对 振动监测谱中异变提取因子 Yi进行求解， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099108 A 2其中， Yi为第i号部分区域的振动监测谱中异变提取因子， σmax为最大工况载荷数值， σmin 为最小工况载荷数值， tm为采集的实时时间， Dij为实时采集振动监测谱的导波率， Fij为实时 采集振动监测谱的反向疏导 率， S4起重装备运行安全自愈 峭度的确定； 在S1‑S3分析所获得的数据基础上， 对起重装备运行安全自愈 峭度Ti进行求解， 其中， Ti为第i号危险区域所对应的起重装备运行安全自愈峭度， Yi为第i号部分区域的 振动监测谱中异变提取因子， C(Bki)max为所有危险区域i所对应的正向波自愈峭度Bki中的 最大值， C(Bsi)max为所有危险区域 i所对应的反向波自愈 峭度Bsi中的最大值， S5大型起重装备件安全特 征指标值的确定； 根据S1‑S4的计算结果， 代入下式对大 型起重装备件的安全特 征指标数值H进行求 解 其中， H为大型起重装备件的特征安全状态数值， 为所有危险区域i所对应起重装备特 征安全自愈峭度Ti的均值， C(Ti)max所有危险区域i所对应的起重装备特征安全自愈峭度Ti 的最大值， C(Ti)min所有危险区域i所对应的起重装 备特征安全自愈峭度Ti的最小值， tm为采 集的实时 时间， N为固定载荷下的标定时间， 其中， N为固定载荷下的标定时间， C， ε为材料所特定的疲劳特征系数， σmax为最大工况 载荷数值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099108 A 3