【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及护栏故障预测，尤其涉及一种驾驶室护栏故障位置预测方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、驾驶室护栏的作用主要包括对检修乘员进行保护、挂载吊灯、挂载传感器以及挂载后视镜附件等。在车辆行驶过程中，驾驶室护栏频繁颠簸起伏，路谱激励容易导致护栏管材结构出现开裂故障。相关技术中，通常是基于单纯的静力学或惯性计算方法，对故障开裂位置进行提前预测，以使设计人员做出改进。
2、然而，过往研究充分证明，相关技术计算得到的故障预测位置和真实故障开裂位置之间可能存在一定误差，因此相关技术预测驾驶室护栏的开裂位置的准确度有待于提高。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种驾驶室护栏故障位置预测方法、装置、设备及存储介质，旨在解决相关技术预测驾驶室护栏的开裂位置的准确度有待于提高的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种驾驶室护栏故障位置预测方法，驾驶室护栏故障位置预测方法还包括以下步骤：
3、获取护栏结构多个预设节点对应的实测路谱数据；实测路谱数据由车辆在行驶过程中，各预设节点处安装的加速度传感器采集得到；
4、将实测路谱数据转换至频域，获得各预设节点对应的功率谱密度数据；
5、对护栏结构的有限元分析模型进行模态分析，获得有限元分析模型的模态特性；有限元分析模型包含各个预设节点对应的模拟预设节点；
6、基于功率谱密度数据、模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用有限元分析模型对
7、基于随机振动仿真结果，获得故障点预测结果。
8、可选地，基于随机振动仿真结果，获得故障点预测结果的步骤，包括：
9、基于随机振动仿真结果，获得有限元分析模型中各个节点的应力值；
10、基于护栏结构的材料强度特性与应力值，获得各个节点的安全系数；
11、基于各个节点的安全系数，获得结构抗振能力强度评价结果；其中，结构抗振能力强度评价结果包括故障点预测结果。
12、可选地，基于功率谱密度数据、模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用有限元分析模型对护栏结构的管材部分进行随机振动分析计算，获得随机振动仿真结果的步骤，包括：
13、判断模态特性中高模态应力位置与护栏结构的实际损坏位置是否吻合；
14、若吻合，则基于功率谱密度数据、模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用有限元分析模型对护栏结构的管材部分进行随机振动分析计算，获得随机振动仿真结果。
15、可选地，预设节点包括护栏结构的底板中心点，功率谱密度数据包括底板中心点对应的功率谱密度数据；
16、基于随机振动仿真结果，获得故障点预测结果的步骤之后，方法还包括：
17、获取护栏结构中管材管口焊缝对应的焊缝主应力-寿命曲线；
18、基于预设加速度、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，对底板中心点进行三个预设方向的谐响应分析计算，获得三个预设方向的谐响应分析结果；
19、基于所有预设方向的功率谱密度数据以及所有谐响应分析结果，进行焊缝随机振动疲劳计算，获得管材管口焊缝的随机振动统计学应力值；
20、基于焊缝随机振动统计学应力值，从焊缝主应力-寿命曲线中确定出护栏结构的仿真寿命。
21、可选地，基于焊缝随机振动统计学应力值，从焊缝主应力-寿命曲线中确定出护栏结构的仿真寿命的步骤之后，方法还包括：
22、判断仿真寿命是否大于或者等于预设寿命；
23、若大于或者等于预设寿命，则确定护栏结构设计达标；
24、若小于预设寿命，则确定护栏结构设计不达标。
25、可选地，判断仿真寿命是否大于或者等于预设寿命的步骤之前，方法还包括：
26、获取护栏结构的真实寿命以及在实验跑车场的实验寿命；
27、将真实寿命的对数值与实验寿命的对数值的比值，作为真实寿命与实验寿命的比例关系；
28、基于比例关系以及设计寿命，获得预设寿命。
29、可选地，获取护栏结构中管材管口焊缝对应的焊缝主应力-寿命曲线的步骤，包括：
30、判断故障点预测结果与护栏结构的实际损坏位置是否吻合；
31、若吻合，则获取护栏结构中管材管口焊缝对应的焊缝主应力-寿命曲线。
32、此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种驾驶室护栏故障位置预测装置，装置包括：
33、实测路谱数据获取模块，用于获取护栏结构多个预设节点对应的实测路谱数据；
34、频域转换模块，用于将实测路谱数据转换至频域，获得各预设节点对应的功率谱密度数据；
35、模态分析模块，用于对护栏结构的有限元分析模型进行模态分析，获得有限元分析模型的模态特性；有限元分析模型包含各个预设节点对应的模拟预设节点；
36、随机振动分析模块，用于基于功率谱密度数据、模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用有限元分析模型对护栏结构的管材部分进行随机振动分析计算，获得随机振动仿真结果；
37、故障点确定模块，用于基于随机振动仿真结果，获得故障点预测结果。
38、此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种驾驶室护栏故障位置预测设备，设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的驾驶室护栏故障位置预测程序，驾驶室护栏故障位置预测程序配置为实现如上述的驾驶室护栏故障位置预测方法的步骤。
39、此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有驾驶室护栏故障位置预测程序，驾驶室护栏故障位置预测程序被处理器执行时实现如上述的驾驶室护栏故障位置预测方法的步骤。
40、本专利技术针对护栏结构构建有限元分析模型并进行模态分析，再基于模态分析得到的模态特性以及实测得到的功率密度谱数据进行随机振动分析计算，最后基于随机振动分析计算得到的随机振动仿真结果，获得故障预测点。其中，针对有限元分析模型的模态分析以及随机振动分析计算均是动力学分析手段，可以弥补静力学以及惯性载荷计算无法考虑路谱激励叠加模态振型动力响应，而造成产品研发过程仿真计算错误的缺陷。进而本专利技术实现了针对驾驶室护栏结构的故障位置的精准预测。
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1.一种驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述驾驶室护栏故障位置预测方法还包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述随机振动仿真结果，获得故障点预测结果的步骤，包括：
3.如权利要求1所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述功率谱密度数据、所述模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用所述有限元分析模型对所述护栏结构的管材部分进行随机振动分析计算，获得随机振动仿真结果的步骤，包括：
4.如权利要求3所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述预设节点包括所述护栏结构的底板中心点，所述功率谱密度数据包括所述底板中心点对应的功率谱密度数据；
5.如权利要求4所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述随机振动统计学应力值，从所述焊缝主应力-寿命曲线中确定出所述护栏结构的仿真寿命的步骤之后，所述方法还包括：
6.如权利要求5所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述判断所述仿真寿命是否大于或者等于预设寿命的步骤之
7.如权利要求4所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述获取所述护栏结构中管材管口焊缝对应的焊缝主应力-寿命曲线的步骤，包括：
8.一种驾驶室护栏故障位置预测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种驾驶室护栏故障位置预测设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的驾驶室护栏故障位置预测程序，所述驾驶室护栏故障位置预测程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的驾驶室护栏故障位置预测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有驾驶室护栏故障位置预测程序，所述驾驶室护栏故障位置预测程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的驾驶室护栏故障位置预测方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述驾驶室护栏故障位置预测方法还包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述随机振动仿真结果，获得故障点预测结果的步骤，包括：
3.如权利要求1所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述功率谱密度数据、所述模态特性、预设随机振动频率范围以及预设结构系统阻尼比，利用所述有限元分析模型对所述护栏结构的管材部分进行随机振动分析计算，获得随机振动仿真结果的步骤，包括：
4.如权利要求3所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述预设节点包括所述护栏结构的底板中心点，所述功率谱密度数据包括所述底板中心点对应的功率谱密度数据；
5.如权利要求4所述的驾驶室护栏故障位置预测方法，其特征在于，所述基于所述随机振动统计学应力值，从所述焊缝主应力-寿命曲线中确定出所述护栏结构的仿真寿命的步骤之后，所述方法还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：付稣昇，黎德才，赵北，梁海莎，李唐，张成程，倪瑞林，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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