[发明专利]一种基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法

权利要求书

1.一种基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、收割机结构局部应变能的实时监测：

在有限元分析软件中导入收割机作业结构的三维模型，采用自动网格模式对作业结构三维模型进行网格化划分，在前处理模块中施加工况载荷，然后对后处理结果进行求解，确定在实际工况下作业结构的最大应力值及最易发生损伤的结构区域，

在收割机结构上标出根据有限元软件计算出的最易发生损伤的位置区域，并在这一位置区域上布局3个超声传感器，只要这三个传感器之间构成一个三角形，即可满足超声信号的采集基本要求，记这三个超声传感器所能探测到的局部应变能为Y_ti(t为时间符号，代表监测的具体时间，t＝1，2，3...N秒，N为总监测时间)，计算对应于时间t时刻的区域总应变能J_t；

S2、谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子计算：

在收割机剪切根部的机构上，根据设备预先设置好的作用频率，确定从1到N秒中剪切机构与谷稻接触的时刻点，并在区域总应变能J_t中提取剪切机构与谷稻接触时的接触应变能，并将其标记为A_Z(其中Z为剪切机构与谷稻的接触时间，Z＝1，2，3...M，M为总接触时间)，通过接触应变能A_Z对谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子F_Z进行计算；

S3、全接触范围内维度尖度因子分布值的确定：

在S2中计算结果的基础上，对损伤接触区域的维度尖度因子Q_Z进行计算，然后，根据Weibull分布对以损伤接触中心区域维度尖度因子值Q_Z向深度的两侧方向进行等效，从而对全接触范围内维度尖度因子的值P_SZ(S＝1，2，3...β，S为全接触范围内的点标记号，β为点号的最大值，Z为剪切机构与谷稻的接触时间)进行计算；

S4、全接触区域尖度因子分布能量值的计算：

根据S3中计算得到的全接触范围内维度尖度因子P_SZ，对全接触区域中尖度因子分布能量值G_Z进行计算；

S5、收割过程中最佳作业参数的确定：

根据S4中计算得到的全接触区域尖度因子分布能量值G_Z，对收割机实时作业过程中的最佳作业参数剪切机构剪切力W进行计算。

2.根据权利要求1所述的基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法，其特征在于：所述区域总应变能J_t的计算方法如下：

式中，J_t为对应于时间t时刻的区域总应变能；Y_ti为三个超声传感器所能探测到的局部应变能；t为时间符号，代表监测的具体时间；i为超声传感器的标号；N为总监测时间。

3.根据权利要求2所述的基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法，其特征在于：所述复合维度应力因子F_Z的计算方法如下：

式中，F_Z为谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子；Z为剪切机构与谷稻的接触时间；σ_c为收割机剪切结构材料的断裂强度。

4.根据权利要求3所述的基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法，其特征在于：所述损伤接触区域的维度尖度因子Q_Z的计算方法如下：

式中，F_Z为谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子；Q_Z为损伤接触区域的维度尖度因子；C(F_Z)_max为监测时间段内的复合维度应力因子F_Z的最大值；C(F_Z)_min为监测时间段内的复合维度应力因子F_Z的最小值。