[发明专利]一种行车横梁在线应力监测与故障诊断系统及方法

摘要

本发明提供一种行车横梁在线应力监测与故障诊断系统，包括设置在行车横梁上的多个应力传感器和无线发射节点、无线接收站，以及远程微型处理器；应力传感器将采集到的应力信号传送至对应的无线发射节点，再发送至无线接收站，无线接收站传送至远程微型处理器，将应力传感器采集的应力信号与对应的应力阈值相比较；应力传感器的位置分布通过雨流计数法疲劳寿命分析、负载敏感度分析和局部负载、整体负载下的基于独立疲劳损坏模式的非相关负载向量获得。本发明避免了行车横梁在复杂的生产现场宽幅变载情况下的安全隐含漏检和有线传输过程中的信号干扰与衰减，确保横梁在全生命周期、全负载情况下不出现疲劳损坏，为安全生产提供了保障。

主权项

一种行车横梁在线应力监测与故障诊断系统，其特征在于：它包括设置在行车横梁上的多个应力传感器和无线发射节点、无线接收站以及远程微型处理器；应力传感器将采集到的应力信号传送至对应的无线发射节点，所有的无线发射节点再将应力信号发送至无线接收站，无线接收站传送至远程微型处理器；远程微型处理器用于将应力传感器采集的应力信号与对应的应力阈值相比较；所述的多个应力传感器的位置分布通过雨流计数法疲劳寿命分析、负载敏感度分析和局部负载、整体负载下的基于独立疲劳损坏模式的非相关负载向量获得；所述的多个应力传感器的位置分布及应力阈值大小通过以下方法确定：1)建立行车横梁结构计算模型，并对行车横梁施加准静态单位负载；2)设定疲劳存活率和相关性阀值；3)通过雨流计数法进行疲劳寿命分析，获得时间历程中的最劣周期；4)基于疲劳损坏的应力敏感度分析：所有负载在每个应力测量点均有一个对应的敏感度值，将敏感度矩阵与最劣周期向量矩阵进行矩阵向量乘积获得应力敏感度矩阵；5)将整体负载划分为多个局部负载集，提取每个局部负载集中不相关负载向量；6)将步骤5)中得到的局部负载集中不相关负载向量进行累计，提取整体负载中不相关负载向量；7)最优应变片布局方案规划：以能够监测整体负载中不相关负载向量为首要条件，并基于遗传算法同时兼顾应力传感器安装便利性和信号干扰因素，从而确定应力测量点的位置，即应力传感器的位置分布方案，并给出相应应力传感器的应力阀值。