[发明专利]基于潜在失效模式的汽车起重机臂架结构风险评估方法

说明书

本发明涉及一种基于潜在失效模式的汽车起重机臂架结构风险评估方法，适用于在役汽车起重机实腹式臂架结构失效模式预测及其安全性评估，是通过如下步骤实现的：（1）搭建失效模式模糊数据库；（2）潜在失效模式的预测与修正；（3）风险评估指标集的建立；（4）计算评估指标权重；（5）确定在役汽车起重机臂架结构的风险度。本发明解决了破坏试验周期长、费用高导致臂架结构安全性难以确定的工程问题，以及如何有效地预测汽车起重机臂架结构的失效模式，变被动维修为主动维护，大幅度降低故障的发生率，延长其使用寿命，提高潜在失效模式下臂架结构风险评估的快速性与准确性的技术问题。

技术领域

本发明属于起重机工程技术领域，涉及一种起重机臂架结构的风险评估方法，特别是涉及一种基于潜在失效模式的汽车起重机臂架结构风险评估方法。

背景技术

臂架结构系统作为汽车起重机的主要承载结构件，长期使用过程中，由于机械载荷、环境条件、腐蚀因素以及运输、装配过程中磕碰现象的影响，加上违规操作、设计缺陷、制造缺陷以及维护保养体系的相对落后，导致臂架结构存在严重缺陷，各种失效模式、故障形式层出不穷，机毁人亡类事故时有发生，给安全作业带来了很大的隐患，严重影响了建设项目的进度、效益以及人民财产安全。目前，起重机械行业的主要维修模式有两种：“救火式维修”和“周期性维护”。前者是被动式维修，以“故障”为代价，维护周期长，小故障引起的设备瘫痪时有发生；后者是主动式维护，通过周期性地频繁停机进行维护，一定程度上减少了突发故障的发生，但过频繁的维护会大大增加客户的维修成本。因此，如何有效地预测汽车起重机臂架结构的潜在失效模式，变被动维修为主动有针对性的维护，在大幅度降低故障的发生率的同时有效降低客户周期性维护的维修成本，延长其使用寿命，提高耦合失效模式下臂架结构风险评估的快速性与准确性，已成为目前亟待解决问题。

发明内容

为了解决现有技术中“救火式维修”和“周期性维护”中存在的不足，本发明公开了一种基于潜在失效模式的汽车起重机臂架结构风险评估方法，通过失效模式模糊数据库，结合实例推理技术，预测待评估起重机臂架结构的潜在失效模式，利用汽车起重机臂架结构参数化有限元模型和仿真计算平台，修正潜在失效模式，检测与之对应危险截面及危险点（即检测点），得到现阶段各危险点的检测结果，利用改进DEMATEL法，结合模糊综合评价理论，量化待评估汽车起重机臂架结构的失效风险。该方法充分考虑了风险评估依赖专家经验与知识的不确定性与模糊性，提了高耦合失效模式下臂架结构风险评估的快速性与准确性。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种基于潜在失效模式的汽车起重机臂架结构风险评估方法，其包括如下步骤：

（1）搭建失效模式模糊数据库

建立失效模式模糊数据库时，依据尽量精简，建库不宜过多的原则，根据汽车起重机“下线→使用→定检→失效”流程，建立汽车起重机臂架结构失效模式模糊数据库，至少包括原始特征参数子数据库、典型使用工况子数据库和失效模式子数据库三个子数据库，各子数据库通过对起重机机型标识和检测序号标识进行匹配，并将相同机型标识与检测序号标识的汽车起重机原始特征参数、典型使用工况和失效模式组成一个工程实例；

（2）潜在失效模式的预测与修正

在步骤（1）的基础上，建立同一机型、不同典型使用工况下汽车起重机臂架结构失效模式实例库；待评估的在役汽车起重机臂架结构则通过收集典型使用工况，并将其作为目标实例，运用改进实例推理技术，确定与典型使用工况的评价指标对应的目标实例与实例库中源实例之间的相似度；当典型使用工况的各评价指标均存在对应的最佳相似实例时，组成最佳相似实例集，输出最佳相似实例集中各元素的失效模式，并作为潜在失效模式；当典型使用工况的各评价指标没有或部分没有存在对应的最佳相似实例时，根据专家知识对失效模式进行预估，在此基础上，通过汽车起重机臂架结构参数化有限元模型和仿真计算平台，对失效模式的结果进行修正，并将预测修正后的结果作为新案例保存到失效模式模糊数据库中；