CN110704979A - 起重机寿命评估方法、装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备，涉及数据分析技术领域，包括：获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱；获取的所述起重机运动位置的位置谱；基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命，解决了起重机的寿命预测结果的精确度较低的技术问题。

Description

起重机寿命评估方法、装置以及电子设备

技术领域

本申请涉及数据分析技术领域，尤其是涉及一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备。

背景技术

起重机等大型结构发生开裂和破坏，会导致重大的经济财产损失和人身安全，而结构破坏往往是由于疲劳损伤造成的。因此，对结构疲劳寿命预测显得尤为重要。

目前，对起重机的寿命预测的方法仅考虑了起重机的受力情况，使起重机的寿命预测结果的精确度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备，以解决起重机的寿命预测结果的精确度较低的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种起重机寿命评估方法，所述方法包括：

获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱；

获取的所述起重机运动位置的位置谱；

基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命。

在一个可能的实现中，获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱的步骤，包括：

通过预先配置在所述起重机关键位置上的传感器获取所述关键位置的实际载荷的响应谱，所述传感器包括应力传感器、拉力传感器、重量传感器或销轴传感器中的一项或多项，所述响应谱用于指示所述关键位置的实际载荷，或位置的变化与应力或拉力变化之间的关系。

在一个可能的实现中，基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命的步骤，包括：

基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机的危险位置进行损伤分析，所述危险位置从所述关键位置和所述运动位置中确定；

基于损伤分析的结果评估所述危险位置的疲劳寿命。

在一个可能的实现中，基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机的危险位置进行损伤分析的步骤，包括：

基于所述响应谱和所述位置谱，获取每个工况循环一周下所述危险位置的最大应力幅值，若所述最大应力幅值超过应力幅度阈值，则累计疲劳次数为1，否则不累计；

基于所述危险位置的疲劳次数，确定损伤分析的结果。

在一个可能的实现中，各级应力作用下的循环次数为n，对应的疲劳循环寿命为m，残余寿命为(1-n/m)；其中，所述n为累加每级应力作用下的循环次数后的总次数。

在一个可能的实现中，获取的所述起重机运动位置的位置谱的步骤，包括：

通过预先配置在所述运动位置上的位置感应器获取所述运动位置的位置谱。

在一个可能的实现中，所述方法还包括：

通过屏幕显示所述残余寿命的饼图，以及显示每一次损伤对应的数据。

第二方面，提供了一种起重机寿命评估装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱；

第二获取模块，用于获取的所述起重机运动位置的位置谱；

分析模块，用于基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命。

第三方面，本申请实施例又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的第一方面所述方法。

第四方面，本申请实施例又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述的第一方面所述方法。

本申请实施例带来了以下有益效果：

本申请实施例提供的一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备，该方法包括：首先，获取起重机关键位置的实际载荷的响应谱，获取的起重机运动位置的位置谱，然后，基于的响应谱和位置谱对起重机进行损伤分析，从而得到损伤分析结果，之后再基于损伤分析结果预测起重机的寿命，通过采用响应谱和位置谱这两种方面对起重机寿命进行预测评估，结合了响应谱和位置谱这两方面的具体数据，考虑到了起重机的应力数据、受力位置等多方面情况，能够使最终预测评估到的起重机的寿命值更加精确，解决起重机的寿命预测结果的精确度较低的技术问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种起重机寿命评估方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的起重机寿命评估方法中，评估寿命过程的具体流程图；

图3为本申请实施例提供的一种起重机寿命评估装置的结构示意图；

图4为示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本申请的描述中，除非另有说明，“至少一个”的含义是指一个或一个以上。

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。本申请决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本申请的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本申请造成不必要的模糊。

目前，结构疲劳起重机上寿命监测常用做法是在指定位置上安装应力传感器，根据应力曲线进行数据流分析统计，进而得到疲劳损伤值，实现对疲劳的预测。

采用该方法得到的疲劳预测，存在以下缺点：未考虑不同载荷(如其重量)下具体疲劳损伤值，目前只是连续提取应力曲线，与对应具体载荷；载重一定时，不能得到某一固定行程下(从最前端到最后端)具体损伤值；由于未考虑具体的响应谱和载荷谱，只是简单的基于总体概率统计预测疲劳寿命，只能得到粗略预测值，预测值也没那么精确。

基于此，本申请实施例提供的一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备，可以解决现有技术中存在的起重机的寿命预测结果的精确度较低的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种起重机寿命评估方法、装置以及电子设备进行详细介绍。

图1为本申请实施例提供的一种起重机寿命评估方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：

S110，获取起重机关键位置的实际载荷的响应谱。

需要说明的是，响应谱指的是重物重量变化或位置变化时，应力或应力曲线的变化。

S120，获取的起重机运动位置的位置谱。

在实际应用中，位置谱可以是起重机上的指定位置的数据，例如运动位置的数据。

S130，基于的响应谱和位置谱，对起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估起重机的寿命。

通过采用响应谱和位置谱对起重机寿命进行评估的方法，结合了响应谱和位置谱的多方面的具体数据，能够使预测到的起重机的寿命值更加精确。

下面对上述步骤进行详细介绍。

在一些实施例中，上述步骤S110可以包括如下步骤：

通过预先配置在起重机关键位置上的传感器获取关键位置的实际载荷的响应谱，传感器包括应力传感器、拉力传感器、重量传感器或销轴传感器中的一项或多项，响应谱用于指示关键位置的实际载荷，或位置的变化与应力或拉力变化之间的关系。

对于响应谱，重物载重不同或重物载重位置不同时，拉力传感器或应力传感器随之不同，响应谱也随之不同。在实际应用中，在起重机上布置力传感器，能够获取各个工况的响应谱。其中，传感器包括但不限于在拉板上布置应力传感器或销轴传感器。

例如，在指定位置上连接应力传感器模块，其中应力传感器与应力提取处理模块连接，可以实时提前指定位置的应力值。

在实际应用中，基于传感器采集到的受力值进行分析，能够得出该起重机受力振动的振幅和激励力频率的关系，即受迫振动幅频特性曲线。

因此，利用应力传感器、拉力传感器、重量传感器或销轴传感器等多方面的传感器，能够得到位置的变化与应力或拉力变化之间更加精确的受力关系。

在一些实施例中，如图2所示，上述步骤S130可以包括如下步骤：

步骤a，基于的响应谱和位置谱，对起重机的危险位置进行损伤分析，危险位置从关键位置和运动位置中确定；

步骤b，基于损伤分析的结果评估危险位置的疲劳寿命。

基于每一个工况的响应谱以及位置谱，可以通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)编程对各危险位置进行损伤分析。当载重一定时，可以得到某一固定行程下(如从最前端到最后端)具体损伤值。通过本实施例提供的方法，可以获取结构件的疲劳危险位置。以便于工作人员更具有针对性的对危险点进行检查、维修等，提高起重机的检查维修效率。

基于此，上述步骤a可以包括如下步骤：

基于响应谱和位置谱，获取每个工况循环一周下危险位置的最大应力幅值，若最大应力幅值超过应力幅度阈值，则累计疲劳次数为1，否则不累计；

基于危险位置的疲劳次数，确定损伤分析的结果。

针对每个工况循环一周下危险位置的应力幅值，可以得到不同工况下具体损伤值。本步骤中，获取每个工况循环一周下最大，若最大应力幅值超过许用应力幅度值，则计疲劳次数为1，反之为0。

在实际应用中，基于每一个工况的响应谱以及位置谱，可以通过PLC编程对各危险位置进行损伤分析，同时进行损伤的累加，即利用获取到的位置谱，对各疲劳危险点进行疲劳损伤分析，并进行累加，得到损伤分析的结果，使损伤分析的结果的损伤数据更加精确，以得到起重机更加准确的寿命数据。

在一些实施例中，各级应力作用下的循环次数为n，对应的疲劳循环寿命为m，残余寿命为(1-n/m)；其中，所述n为累加每级应力作用下的循环次数后的总次数。

具体的，可以先确定每级应力作用下的循环次数，然后再将每级应力作用下的循环次数进行累加，从而得到所有等级应力作用下的总的循环次数n。

通过PLC计算各危险位置进行损伤分析，运用线性疲劳累计损伤算法，进行损伤的累加，设所有等级应力作用下的总循环次数为n，对应的疲劳循环寿命为m，则起重机的残余寿命为(1-n/m)。

因此，能够利用各级应力作用下的循环次数和对应的疲劳循环寿命，得到起重机的残余寿命数据，以便于工作人员根据残余寿命数据对起重机进行更高效率的检查和维修。

在一些实施例中，上述步骤S120可以包括如下步骤：

通过预先配置在运动位置上的位置感应器获取运动位置的位置谱。

本申请实施例中，可以在起重机的指定位置如运动位置上添加位置感应器，利用位置感应器采集到的数据进行分析，得到位置谱。

通过在起重机的指定位置上安装的位置感应器，可以得到更加精确的位置谱数据，以计算出更加精确的起重机寿命。

在一些实施例中，该方法还可以包括以下步骤：

通过屏幕显示残余寿命的饼图，以及显示每一次损伤对应的数据。

在实际应用中，工作人员能够利用屏幕查看到起重机残余寿命的具体情况，还可以查看到起重机每一次损伤对应的数据，以便于根据多方面更加全面的数据，预测出更加准确的起重机寿命值。

图3为本申请实施例提供的一种起重机寿命评估装置的结构示意图。如图3所示，起重机寿命评估装置300包括：

第一获取模块301，用于获取起重机关键位置的实际载荷的响应谱；

第二获取模块302，用于获取的起重机运动位置的位置谱；

分析模块303，用于基于的响应谱和位置谱，对起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估起重机的寿命。

本申请实施例提供的起重机寿命评估装置，与上述实施例提供的起重机寿命评估方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本申请实施例提供的一种电子设备，如图4所示，电子设备4包括存储器41、处理器42，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。

参见图4，电子设备还包括：总线43和通信接口44，处理器42、通信接口44和存储器41通过总线43连接；处理器42用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口44(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线43可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，所述处理器42在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请任一实施例揭示的过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器42中，或者由处理器42实现。

处理器42可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器42中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器42可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器42读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种起重机寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱；

获取的所述起重机运动位置的位置谱；

基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱的步骤，包括：

通过预先配置在所述起重机关键位置上的传感器获取所述关键位置的实际载荷的响应谱，所述传感器包括应力传感器、拉力传感器、重量传感器或销轴传感器中的一项或多项，所述响应谱用于指示所述关键位置的实际载荷，或位置的变化与应力或拉力变化之间的关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命的步骤，包括：

基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机的危险位置进行损伤分析，所述危险位置从所述关键位置和所述运动位置中确定；

基于损伤分析的结果评估所述危险位置的疲劳寿命。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机的危险位置进行损伤分析的步骤，包括：

基于所述响应谱和所述位置谱，获取每个工况循环一周下所述危险位置的最大应力幅值，若所述最大应力幅值超过应力幅度阈值，则累计疲劳次数为1，否则不累计；

基于所述危险位置的疲劳次数，确定损伤分析的结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，各级应力作用下的循环次数为n，对应的疲劳循环寿命为m，残余寿命为(1-n/m)；其中，所述n为累加每级应力作用下的循环次数后的总次数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取的所述起重机运动位置的位置谱的步骤，包括：

通过预先配置在所述运动位置上的位置感应器获取所述运动位置的位置谱。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过屏幕显示所述残余寿命的饼图，以及显示每一次损伤对应的数据。

8.一种起重机寿命评估装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述起重机关键位置的实际载荷的响应谱；

第二获取模块，用于获取的所述起重机运动位置的位置谱；

分析模块，用于基于的所述响应谱和所述位置谱，对所述起重机进行损伤分析，基于损伤分析的结果评估所述起重机的寿命。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求1至7任一项所述的方法。

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