[发明专利]一种螺栓失效检测方法有效

专利信息
申请号: 202110941947.2 申请日: 2021-08-16
公开(公告)号: CN113804767B 公开(公告)日: 2022-11-04
发明(设计)人: 史晓微;岳士超 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: G01N29/44 分类号: G01N29/44;G01N29/04;G06N3/04;G06N3/08;G10L21/10;G10L25/24;G10L25/30;G10L25/51
代理公司: 北京德崇智捷知识产权代理有限公司 11467 代理人: 郝雅洁
地址: 211102 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 螺栓 失效 检测 方法
【说明书】:

本发明涉及一种螺栓失效检测方法,包括:对需要检测的螺栓进行敲击,收集不同预紧力下产生的声音信号,对声音信号进行预处理、提取梅尔频率倒谱系数,将梅尔频率倒谱系数转换成图片数据,输入卷积神经网络进行分析处理,得出螺栓检测结果并在显示屏上输出。本发明建立了不同预紧力下声音信号与图片数据的对应关系,有效检测螺栓连接情况,克服了螺栓紧固件在使用过程中预紧力难以直接监测的困难,提升了螺栓失效检测的及时性、准确性和高效性。可广泛用于建筑施工现场,大量节省人力物力。

技术领域

本发明涉及螺栓失效检测技术领域,尤其是一种螺栓失效检测方法。

背景技术

螺栓连接是机械设备与其他工程装备中应用最广泛的连接方法之一。螺栓连接是否可靠对设备的安全操作和平稳运行有着至关重要的影响,关键部位的螺栓连接失效会导致设备损坏甚至可能危及操作人员的生命安全。

现有的检测螺栓松脱的方式,主要依靠人工巡检,定期维护,以及安装相应的监控系统,如利用光纤应变检测技术实时感知螺栓张力变化。最常用的方法仍然是人工锤击螺栓连接的部位,依靠人耳与经验分辨敲击声音的变化,来推断螺栓连接是否牢固。现有技术在应用过程中,本领域技术人员发现至少以下几项技术问题:

1)人工巡检需要耗费大量的人力成本,且需要耗费大量时间成本;

2)利用监测系统需要安装大量传感器进行实时监控,安装维护成本高昂;

3)现有敲击方法过度依赖检测人员的经验积累与生理状态,可靠度不高;

申请号201910566887.3、名称为“一种螺栓失效检测装置及其设计方法”的中国发明专利公开了一种方法,其通过利用螺栓脱时被及时吸附,并在吸附过程中与撞线碰撞,并通过传感器产生报警信号。但是该装置需要螺栓松动脱落之后才会发出报警信号,有很大的滞后性。申请号201910967846.5、名称为“一种基于BP神经网络的预测螺栓残余夹紧力的方法”的中国发明专利公开了一种方法,其通过开展螺栓连接结构的松动试验,利用BP神经网络进行剩余夹紧力预测。但该方法需要进行大量的螺栓松动试验,要求有较好的实验条件,且根据时间进行预测,存在比较大的不确定性。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供一种螺栓失效检测方法,克服了螺栓紧固件在使用过程中预紧力难以直接监测的困难,以提升螺栓失效检测的及时性、准确性和高效性。

本发明采用的技术方案如下:

一种螺栓失效检测方法,包括以下步骤:

S1:敲击螺栓工作模型中的待测螺栓,采集待测螺栓在不同预紧力下所产生的声音信号;

S2:将各预紧力对应的声音信号分别分割成m段并储存,分割后形成声音信号集合X={x1,x2,x3,...xm},其中每段声音信号只包含一次敲击的声音信号;

S3:对声音信号集合X={x1,x2,x3,...xm}中的每段声音信号xi提取梅尔频率倒谱系数向量将所述向量转变为矩阵Mi

S4:将矩阵Mi打印输出为图片,储存到相应路径中;

S5:将步骤S4输出的图片构成图片集合M={M1,M2,M3,...Mm},建立特定预紧力下声音信号集合X与图片集合M之间的一一对应关系,即Mi=f(xi),1≤i≤m;

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