一种天车行车梁监测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及制造业设备检修，具体涉及一种天车行车梁监测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、天车行车梁是一种广泛应用于各种工程领域的工业设备，它的作用是在工业生产中进行货物的运输和搬运。然而，由于天车行车梁的复杂结构和工作环境的恶劣，其使用寿命和健康状况往往受到限制，这会对工业生产过程中产生不利影响，为了解决这一问题，需要对天车行车梁进行健康状态评估，以及预测潜在的故障和寿命。

2、数字孪生技术是一种快速、准确评估机械设备健康状况的方法，它可以通过建立机械设备的数字孪生模型，对设备的工作状态、性能和健康状况进行仿真分析，从而预测设备的故障和寿命，诊断天车行车梁的健康状况，评估其疲劳状态，甚至可以在数字孪生模型中添加缺陷(如裂痕)，来研究缺陷对结构性能的影响。

3、因此建立天车行车梁的数字孪生模型具有重要的应用价值，然而相关技术中天车行车梁监测方法中多是通过复杂的有限元模型建立数字孪生模型，具有较高的计算成本和存储空间成本。

技术实现思路

1、鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请提供一种天车行车梁监测方法、装置、电子设备及存储介质，以解决天车行车梁监测方法中计算成本高和需要的较大存储空间的技术问题。

2、本申请提供了一种天车行车梁监测方法，所述天车行车梁监测方法包括：获取天车行车梁的应力变量样本空间，所述应力变量样本空间包括多个应力变量向量组；将所述应力变量样本空间输入预设有限元应力模型，得到应力场样本矩阵；对所述应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值，基于所述目标模态值和所述应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵；将所述应力变量样本空间输入预设样本空间函数得到样本空间系数矩阵，基于所述样本空间系数矩阵和所述幅值系数矩阵得到插值系数矩；阵将一所述应力变量向量组作为目标向量组输入所述插值系数矩阵，得到插值系数；根据目标模态值和插值系数构建所述目标向量组的应力场，基于所述应力场对所述天车行车梁进行监测。

3、于本申请的一实施例中，获取天车行车梁的应力变量样本空间之前，还包括：采集多组所述天车行车梁纵向分布的离散集中载荷；根据预设概率将所述离散集中载荷分为多个区间，每个所述区间的所述离散集中载荷数量相同，在每个所述区间中选取一个离散集中载荷作为应力变量；基于多个所述应力变量得到所述应力变量样本空间。

4、于本申请的一实施例中，对所述应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值包括：将所述应力场样本矩阵中每个元素都减去所述应力场样本矩阵中的最小值，再将所述应力场样本矩阵中每个元素都除以所述应力场样本矩阵中的最大值和最小值之差，以对所述应力场样本矩阵进行归一化处理；基于奇异值分解对归一化处理后的所述应力场样本矩阵进行降维处理，保留所述应力场样本矩阵中前r阶模态，基于所述前r阶模态得到所述目标模态值，所述前r阶模态根据能量强度分布和模型精度确定。

5、于本申请的一实施例中，基于所述目标模态值和所述应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵包括：将所述目标模态值倒置后与所述应力场样本矩阵相乘，得到所述幅值系数矩阵，所述幅值系数矩阵记录所述前r阶模态在每个应力变量的幅值大小。

6、于本申请的一实施例中，基于所述样本空间系数矩阵和所述幅值系数矩阵得到插值系数矩阵包括：将所述样本空间系数矩阵倒置后与所述幅值系数矩阵相乘，得到所述插值系数矩阵。

7、于本申请的一实施例中，根据目标模态值和插值系数构建所述应力变量向量组的应力场包括：将所述目标模态值和所述插值系数相乘得到所述应力变量向量组的应力场。

8、于本申请的一实施例中，基于所述应力场对所述天车行车梁进行监测包括：对所述应力场渲染应力场云图并发布，基于所述应力场渲染出所述天车行车梁的轨道、轮子、挂钩中至少之一；根据所述应力场云图对所述天车行车梁的健康状况进行监测。

9、本申请的实施例还提供一种天车行车梁监测装置，所述天车行车梁监测装置包括，变量获取模块，用于获取天车行车梁的应力变量样本空间，所述应力变量样本空间包括多个应力变量向量组；样本矩阵模块，用于将所述应力变量样本空间输入预设有限元应力模型，得到应力场样本矩阵；增幅矩阵模块，用于对所述应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值，基于所述目标模态值和所述应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵；系数矩阵模块，用于将所述应力变量样本空间输入预设样本空间函数得到样本空间系数矩阵，基于所述样本空间系数矩阵和所述幅值系数矩阵得到插值系数；矩阵插值系数模块，用于将任意一组所述应力变量向量组输入所述插值系数矩阵，得到插值系数；应力场监测模块，用于根据目标模态值和插值系数构建所述应力变量向量组的应力场，基于所述应力场对所述天车行车梁进行监测。

10、本申请的实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述各实施例中任一所述的天车行车梁监测方法。

11、本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述各实施例中任一所述的天车行车梁监测方法。

12、本发明的有益效果：本发明的实施例提供了一种天车行车梁监测方法、装置、电子设备及存储介质，该方法通过获取天车行车梁的应力变量样本空间，将应力变量样本空间输入预设有限元应力模型，得到应力场样本矩阵，对应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值，基于目标模态值和应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵，将应力变量样本空间输入预设样本空间函数得到样本空间系数矩阵，基于样本空间系数矩阵和幅值系数矩阵得到插值系数矩阵，将一应力变量向量组作为目标向量组输入插值系数矩阵，得到插值系数，根据目标模态值和插值系数构建目标向量组的应力场，基于应力场对天车行车梁进行监测，通过对目标向量组的插值计算，可以快速准确的预测天车行车梁的应力场分布情况，避免了传统有限元方法需要大量计算的缺点，通过对输入变量分解得到目标模态值，大大的减少了模型的计算量和存储空间。

13、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种天车行车梁监测方法，其特征在于，所述天车行车梁监测方法包括：

2.根据权利要求1所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，获取天车行车梁的应力变量样本空间之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，对所述应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值包括：

4.根据权利要求3所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，基于所述目标模态值和所述应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵包括：

5.根据权利要求1所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，基于所述样本空间系数矩阵和所述幅值系数矩阵得到插值系数矩阵包括：

6.根据权利要求1所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，根据目标模态值和插值系数构建所述目标向量组的应力场包括：

7.根据权利要求1所述的天车行车梁监测方法，其特征在于，基于所述应力场对所述天车行车梁进行监测包括：

8.一种天车行车梁监测装置，其特征在于，所述天车行车梁监测装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的天车行车梁监测方法。

技术总结
本发明提供一种天车行车梁监测方法、装置、电子设备及存储介质，该方法通过获取天车行车梁的应力变量样本空间，将应力变量样本空间输入预设有限元应力模型，得到应力场样本矩阵，对应力场样本矩阵进行分解，得到目标模态值，基于目标模态值和应力场样本矩阵得到幅值系数矩阵，将应力变量样本空间输入预设样本空间函数得到样本空间系数矩阵，基于样本空间系数矩阵和幅值系数矩阵得到插值系数矩阵，将一应力变量向量组作为目标向量组输入插值系数矩阵，得到插值系数，根据目标模态值和插值系数构建目标向量组的应力场，基于应力场对天车行车梁进行监测，本申请提供了一种快速可靠的天车行车梁监测方法，解决了建立监测模型中计算量大的技术问题。

技术研发人员：姜玖辉,陈敏
受保护的技术使用者：中冶赛迪信息技术（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15