[发明专利]虚实结合的载荷谱编制方法、系统、介质及设备

说明书

本发明涉及工程机械数据处理技术领域，具体为虚实结合的载荷谱编制方法、系统、介质及设备，包括：通过多物理场联合仿真构建虚拟试验场，得到工程机械在不同物料下执行作业时的仿真模型；在试验场执行物理试验，获得实际作业数据；对比试验场获得的实际作业载荷数据与虚拟试验场仿真作业获得的载荷数据，得到仿真载荷数据与试验载荷数据之间的关系，结合多种工况虚拟作业的载荷数据得到多种工况下的实际作业载荷数据；划分完整作业数据为不同作业段，经预处理后柔性拓展各工作段时长；根据实际作业工况和作业物料需求，基于完整作业周期的各作业段次序，组合各作业段形成新的完整作业周期，拓展载荷数据库，编制工程机械载荷谱。

技术领域

本发明涉及工程机械数据处理技术领域，具体为虚实结合的载荷谱编制方法、系统、介质及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

工程机械作业工况复杂多变，作业物料包含黏土、沙壤土以及矿石等多种物料，复杂多变的运动工况和作业物料的多样性增加了整机及其关键零部件疲劳耐久性分析的难度。

针对耐久性分析，通过编制有效的工况载荷谱从而开展疲劳台架试验以完成耐久性分析，但目前工程机械工作装置的载荷谱编制研究存在较多的问题，主要体现在：

1、载荷数据采集试验标准缺失，不清楚该采集何种类型的数据，采集工程机械中何种位置的数据；

2、试验场作业物料单一，不便于采集多种作业物料的工况载荷数据，致使工况载荷的样本数据库有限；

3、数据库的采集工况相对简单，无法代表复杂多变的实际作业工况；

4、物理试验采集周期长、成本高。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供虚实结合的载荷谱编制方法、系统、介质及设备，借助多物理场联合仿真方法，开展不同作业物料和不同作业工况仿真研究，借助仿真获得工程机械的不同作业工况和不同作业物料下的工况载荷数据；同时开展少次的物理试验采集工况载荷数据，研究仿真数据和物理试验数据关系，从而通过修正仿真数据还原实际作业载荷数据的功能，解决试验场物料单一问题，扩充样本数据库。根据作业工况特征，把完整作业周期划分为多个特征鲜明的作业段，获得各个作业段的分布函数，根据实际作业情况，柔性拓展各工作段时长，按照整作业周期次序，自由组合作业段形成新的完整作业周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供虚实结合的载荷谱编制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过多物理场联合仿真构建虚拟试验场，得到工程机械在不同物料下执行作业时的仿真模型；

步骤2：在试验场执行物理试验，获得实际作业载荷数据；

步骤3：对比试验场获得的实际作业载荷数据与虚拟试验场仿真作业获得的载荷数据，得到仿真载荷数据与试验载荷数据之间的关系，利用虚拟试验场仿真得到多种工况下的实际作业载荷数据；

步骤4：划分完整作业的载荷数据为不同作业段，经预处理后柔性拓展各工作段时长；

步骤5：根据实际作业工况和作业物料，按照完整作业周期的各作业段次序，组合各作业段形成新的完整作业周期，编制工程机械工作装置载荷谱。

步骤1基于搭建的虚拟试验场，对工程机械作业期间的机械系统模型、工况运动控制模型和作业物料模型进行联合仿真，得到不同物料、不同运动工况作用于工程机械工作装置的载荷。

步骤2基于步骤1中的模型经联合仿真分析工程机械作业时物料载荷的传递特性，根据物料载荷与工作装置铰点约束力的关系，筛选出所需的数据类型和采集部位，并在物理实验的工程机械对应部位布置应变片和传感器，从而在物理实验中获取与虚拟试验场对应的实际作业载荷数据。