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[发明专利]智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法-CN202110017331.6有效
发明人：宋学官;邹亚男;来孝楠;王鑫;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06Q50/02 文献下载
摘要：一种智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法，通过对智能挖掘机挖掘过程中关键零部件进行有限元分析，得到相关结构力学性能；采集智能挖掘机关键零部件在挖掘过程中的重要运行状态，通过数据处理计算得等到关键运行数据；将传感器数据与人工智能算法融合，利用预测模型对多种未知工况下智能挖掘机零部件进行结构性能预测；最后利用计算机图形学技术将性能数据信息建模渲染，得到智能挖掘机结构性能显示的数字孪生体，实现智能挖掘机在挖掘过程中关键零部件性能信息的数字孪生映射。本发明在多种运行工况下，利用传感器以及人工智能算法实时计算智能挖掘机关键零部件结构力学性能，实现性能信息的实时显示监测、挖掘轨迹显示、反馈控制、故障预警等实用性功能。
智能挖掘机结构性能数字孪生构建方法

[发明专利]一种基于联合仿真的燃料组件多学科结构设计优化方法-CN202110647968.3有效
发明人：宋学官;周长安;李昆鹏;何西旺;李清野 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-06-10 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种基于联合仿真的燃料组件多学科结构设计优化方法，属于燃料组件设计领域。该方法以燃料组件为研究对象，针对燃料组件在流、固、热多学科耦合工况下结构的优化需求和试验设计效率低的问题，通过确定合适的优化设计参数，建立近似模型，同时结合优化算法，基于ISIGHT的快速优化特点，实现含有多条窄流道的片状燃料组件结构优化设计，能够有效解决该结构温度分布不均匀的问题。本发明基于ISIGHT集成NX、ICEM CFD、FLUENT、ABAQUS搭建联合仿真平台，在多次计算中不需要反复手动对软件进行操作设置，在满足设计需求的同时可以大幅度节约时间成本，缩短优化周期，具有稳定、高效的特点。
一种基于联合仿真燃料组件学科结构设计优化方法

[发明专利]一种基于径向基函数代理模型的提升机天轮轻量化设计方法-CN202110290251.8有效
发明人：宋学官;崔鹏;何西旺;周长安;周威豪 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-03-18 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种基于径向基函数代理模型的提升机天轮轻量化设计方法，属于大型矿井提升机天轮的轻量化设计领域。首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，根据有限元法，计算出正常工况下天轮应力分布及幅值，并通过现场的实验数据对有限元模型进行验证分析；然后，在应力分布较为集中的轮辐工艺孔处定义八个结构参数为设计变量，选取样本点建立天轮径向基函数代理模型，以天轮质量最小为目标、天轮等效应力幅值为约束，对天轮进行轻量化设计；最后，将优化后的天轮三维模型进行有限元分析，对优化的精度进行验证。本发明计算结果准确性高，能够实现天轮的轻量化设计，单个天轮在经过优化后质量减少5.82％，等效应力幅值减小0.41％。
一种基于径向函数代理模型提升机天轮轻量化设计方法

[实用新型]基于数字孪生平台的门式起重机-CN202220713281.5有效
发明人：李建基;宋学官;龚壮壮;吕一林;徐月;杨亮亮;来孝楠;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-07-19 - 主分类号： B66C19/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及基于数字孪生平台的起重机技术领域，尤其是一种基于数字孪生平台的门式起重机。该起重机的第一导轨平行设置有两条，第一导轨上均设置有底座，底座的下方的两端间隔安装有行走轮，底座的上端安装有门架，门架的顶部之间通过顶架连接，顶架上安装有平移机构，平移机构上设置于卷扬机构；位置相对应的两个行走轮之间通过转轴连接，其中一个行走轮与第一电机的输出轴连接并通过第一电机驱动旋转，第一电机的一侧设置有速度传感器，底座上设置有载荷传感器，卷扬机构的一侧设置有位置传感器，卷扬机构上设置有位姿传感器。本实用新型通过第一电机同步驱动各个行走轮，实现低造价高同步运行，便于构建数字孪生平台。
基于数字孪生平台起重机

[发明专利]门式起重机数字孪生体的构建方法-CN202210322568.X在审
发明人：李建基;宋学官;龚壮壮;吕一林;徐月;杨亮亮;来孝楠;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B66C19/00 文献下载
摘要：本发明涉及数字孪生体技术领域，尤其是一种门式起重机数字孪生体的构建方法。门式起重机数字孪生体包括物理空间模块、通信模块、算法模块、客户端显示模块四部分，物理空间模块包括门式起重机和若干传感器；门式起重机数字孪生体的构建方法包括如下步骤：(1)对门式起重机的动作、状态进行数据采集，进行静力学分析，确定影响门式起重机结构性能的关键因素；(2)通过通信模块的通讯手段将物理空间模块采集的数据传输到算法模块；(3)在算法模块中完成起门式重机数据的虚实融合；(4)将算法模块计算得到的数据与物理空间模块的传感器采集的数据分别以三维模型和信息量化的形式在客户端可视化。本发明能够实施监测门式起重机工作状态。
起重机数字孪生构建方法

[发明专利]臂架起重机数字孪生体的构建方法-CN202210322885.1在审
发明人：李建基;宋学官;吕一林;龚壮壮;徐月;来孝楠;何西旺;杨亮亮 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及数字孪生技术领域，尤其是一种臂架起重机数字孪生体的构建方法。该臂架起重机数字孪生体的构建方法包括如下步骤：(1)在物理空间模块的臂架起重机中布置若干传感器，对臂架起重机的动作、状态进行数据采集；(2)通过通信模块的通讯手段将物理空间模块采集的数据传输到算法模块；(3)在算法模块中完成起臂架重机数据的虚实融合，以实时传感器数据作为输入，实现对起重机几何形态和结构力学性能的在线计算；(4)将算法模块计算得到的数据与物理空间模块的传感器采集的数据分别以三维模型和信息量化的形式在客户端可视化，辅助用户合理决策。本发明可实现对整机几何形态的实时监测和结构力学性能的动态预测，保障起重机安全运行。
架起数字孪生构建方法

[发明专利]一种边缘端的实时数据动态在线快速处理方法-CN202111135158.6在审
发明人：宋学官;杨亮亮;来孝楠;何西旺;李昆鹏;庞勇;孙伟;李鹏 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2022-01-07 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明属于信号处理技术领域，涉及一种边缘端的实时数据动态在线快速处理方法。本发明采用在线动态去噪方法去除速度中包含的噪音量，确保去噪结果有的效性和准确性；针对在线积分后的位移，采用高效的数据去噪方法进行动态在线去噪，进一步减少位移值中漂移对最终积分结果的有效性；在确保积分方法准确性的条件下，将积分算法嵌入边缘设备端，在近数据源实现数据快速计算分析，实现边缘端的在线信号动态快速积分，为数据的高效处理和计算提供有效参考。
一种边缘实时数据动态在线快速处理方法

[发明专利]一种梯度增强变保真代理模型建模方法-CN202111105898.5在审
发明人：宋学官;李昆鹏;王硕;来孝楠;何西旺;杨亮亮 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-22 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种梯度增强变保真代理模型建模方法，属于代理模型技术领域。步骤如下：(1)根据低保真样本及其对应的低保真真实响应和低保真真实梯度建立低保真模型。以梯度增强径向基函数模型作为低保真模型，通过所建立的低保真模型给出高保真样本处的低保真预测响应和低保真预测梯度；(2)引入比例因子和差异函数对低保真模型进行修正；(3)求解比例因子和差异函数中的待定系数列向量；(4)建立梯度增强变保真代理模型的预测表达式。本发明能够在传统变保真代理模型的基础上，充分考虑梯度信息的物理意义，从而进一步强化模型的预测精度。同时，该方法对所建立的相关矩阵进行求逆时采用Cholesky分解，能够有效的保证计算效率。
一种梯度增强保真代理模型建模方法

[发明专利]机理模型和动态数据联合驱动的“云-边”结合数字孪生方法-CN202111191507.6在审
发明人：宋学官;来孝楠;何西旺;李昆鹏;杨亮亮;王硕;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种机理模型和动态数据联合驱动的“云‑边”结合数字孪生方法，用于构建多种物理实体的数字孪生。获取特定的物理实体信息，对采集数据进行筛选和简单分析，采用实时通讯技术将处理后的数据传输到计算和分析部分，根据所得到数据由相应的仿真分析方法模拟并预测物理实体的外在行为和内在性能信息，将预处理数据、分析数据和物理实体的几何数据相结合，利用多源数据融合方法将多种数据集成并存储，同时满足数字孪生数据的历史可溯性、当下实时性和未来预测性。本发明实现了针对多种物理实体形貌和性能一体的数字孪生快速构建，利用有限的传感器信息实时得到物理实体的姿态和全局性能信息，有助于实现针对物理实体的有效评估、精准预测和最优决策。
机理模型动态数据联合驱动结合数字孪生方法

[发明专利]一种基于结构应力法的焊缝疲劳数字孪生框架-CN202111134347.1在审
发明人：宋学官;何西旺;李昆鹏;来孝楠;杨亮亮;王一棠;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于数字孪生领域，涉及一种基于结构应力法的焊缝疲劳数字孪生框架，该框架分为离线阶段和在线阶段，其中离线阶段包括有限元模型建立、等效结构应力计算和人工智能算法训练；在线阶段包括传感器数据读取、人工智能算法预测、雨流计数法统计和累积损伤计算剩余寿命。该框架结合了有限元法、结构应力法、人工智能算法、上包络线方法、雨流计数法以及Miner线性累积损伤五种方法。本发明通过对焊缝力学性能和疲劳损伤的实时预测，实现对焊缝危险部位的可视反馈和提前预警。
一种基于结构应力焊缝疲劳数字孪生框架

[发明专利]人体骨骼的数字孪生体构建方法-CN202010902457.7在审
发明人：宋学官;邱一鸣;何西旺;李忠海 -专利权人：大连理工大学;大连医科大学附属第一医院
申请日： 2020-09-01 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G06T17/00 文献下载
摘要：一种人体骨骼的数字孪生体构建方法，针对真实人体骨骼利用VR动作捕捉和传感器技术采集人体重要位置处数据，通过人工智能进行数据分类、筛选、约简与计算得到关键数据。通过人体反向动力学与生物力学算法对关键数据求解得到目标骨骼的空间方位信息与力学信息，将部分传感器数据与计算结果融合后对目标骨骼进行仿真模拟，得到目标骨骼的生物力学性能并利用多种预测算法对未知姿态下骨骼的生物力学性能进行预测；最后将性能数据建模渲染得到真实骨骼的高保真数字孪生体，实现对骨骼生物力学性能的忠实孪生映射。本发明在多种人体动作姿态下，利用穿戴式VR设备和少量传感器即可实时计算出目标骨骼的生物力学性能，能够实现对目标骨骼实时的健康检测。
人体骨骼数字孪生构建方法

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