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技术

本发明专利技术公开了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，该方法包括如下步骤：S1、收割机结构局部应变能的实时监测；S2、谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子计算；S3、全接触范围内维度尖度因子分布值的确定；S4、全接触区域尖度因子分布能量值的计算；S5、收割过程中最佳作业参数的确定。通过实时监测局部应变能来实时计算结构与谷稻接触过程中的复合维度应力因子，建立全接触范围内的维度尖度因子分布值，并通过尖度因子分布能量与实时监测的结构超声能量进行综合来确定收割机收割过程中的最佳剪切力，该方法监测精度高。高。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及机械参数确定方法，特别涉及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。

技术介绍

[0002]近年来，农业生产过程持续向现代化，智能化方向迈进，智能化收割机在现代化农业生产中的地位日益突出，其与农产品加工质量所对应的最佳运行状态需求日益突出。现有的收割机最佳作业参数确定方法仍停留在根据不同地区的经验来执行，而没有考虑同一地区对收割机的损害上也会造成一定的差异。因此，从实时监测收割机局部应变能的角度出发来定量确定收割机的最佳作业参数是必要的。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的是提供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，该方法监测精度高。
[0004]技术方案：本专利技术提供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，包括如下步骤：
[0005]S1、收割机结构局部应变能的实时监测：
[0006]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，
[0007]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Yti(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
；
[0008]S2、谷稻收割接触过程中的复合维度应力因子计算：
[0009]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；
[0010]S3、全接触范围内维度尖度因子分布值的确定：
[0011]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；
[0012]S4、全接触区域尖度因子分布能量值的计算：
[0013]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；
[0014]S5、收割过程中最佳作业参数的确定：
[0015]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。
[0016]进一步地，所述区域总应变能J
t
的计算方法如下：
[0017][0018]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。
[0019]进一步地，所述复合维度应力因子F
Z
的计算方法如下：
[0020][0021]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。
[0022]进一步地，所述损伤接触区域的维度尖度因子Q
Z
的计算方法如下：
[0023][0024]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。
[0025]进一步地，所述全接触区域中尖度因子分布能量值G
Z
的计算方法如下，
[0026][0027]式中，G
Z
为全接触区域中尖度因子分布能量值；P
SZ
为全接触范围内维度尖度因子；S为全接触范围内的点标记号；β为点号的最大值；C(P
SZ
)
max
为全接触范围内维度尖度因子P
SZ
中的最大值；C(P
SZ
)
min
为全接触范围内维度尖度因子P
SZ
中的最小值。
[0028]进一步地，所述最佳作业参数剪切机构剪切力W的计算方法如下：
[0029][0030]式中，W为收割机实时作业过程中的最佳作业参数剪切机构剪切力；σ
c
为收割机剪切结构材料的断裂强度；H为剪切机构的作业横截面面积；G
Z
为全接触区域中尖度因子分布能量值。
[0031]有益效果：本专利技术可以实现大型收割机在收割作业过程中其最佳作业参数的确定，通过实时监测局部应变能来实时计算结构与谷稻接触过程中的复合维度应力因子，建立全接触范围内的维度尖度因子分布值，并通过尖度因子分布能量与实时监测的结构超声能量进行综合来确定收割机收割过程中的最佳剪切力这一重要作业参数，从而更有效的保
证农产品的加工作业质量。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的方法流程框图。
具体实施方式
[0033]如图1所示，本实施例的基于局部监测应变能的收割机最佳作业参数确定方法，包括以下步骤：
[0034]S1.收割机结构局部应变能的实时监测：
[0035]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。
[0036]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，代表监测的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林，高璐璐，董晓彤，李鑫，王鹏，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：