一种螺栓轴力监测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于紧固件智能监测领域，具体涉及一种螺栓轴力监测方法及系统。本发明专利技术通过采集的螺栓轴力和某个螺栓轴力影响因素对应的参数数据，建立以该参数为输入控制量、螺栓轴力为输出量的ARX模型；根据该ARX模型得到卡尔曼滤波所需的以该参数为输入控制量、螺栓轴力为状态变量的状态方程和观测方程；根据该状态方程和观测方程递推得到经过卡尔曼滤波校正的螺栓轴力。由此能够通过卡尔曼滤波对实际的螺栓轴力进行处理，有效去除扰动；并通过构建的以某个螺栓轴力影响因素对应的参数数据作为输入控制量的时间序列模型ARX实现对螺栓轴力的建模，在螺栓连接副工况较为复杂、难以机理建模的情况下能获取卡尔曼滤波所需的螺栓轴力对应的状态方程和观测方程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于紧固件智能监测领域，具体涉及一种螺栓轴力监测方法及系统。

技术介绍

1、紧固件是用作紧固连接用的一类机械零件，具有种类多、需求大、易安装、标准化高等特点，被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车制造、机械制造、电子信息等领域中。其中，例如图1所示，螺栓连接方式因结构简单、安全可靠、安装便捷、方便拆换等优点成为工程实际中最常用的紧固形式，螺栓起着将力或运动在被连接结构之间进行可靠传递的作用。但由于受到温度、震动等因素的影响，螺栓连接副的连接性能在工作过程中无法得到可靠保证，在恶劣工况下或一定服役年限后会产生松动。螺栓松动会严重影响设备的运行，对公共财产和人员生命安全产生威胁，因此对螺栓的轴力进行实时监测具有重大的现实意义。

2、目前，针对螺栓轴力监测的方法主要有：(1)压电传感技术，该方法主要是利用压电陶瓷的压电效应实现对螺栓松动的识别，其原理是通过压电陶瓷材料发送或接收信号，通过对信号的分析提出相应的损伤指标，根据损伤指标的变化来实现对螺栓预紧力的识别，又可分为压电波动法和压电阻抗法。(2)光纤传感技术，该方法利用光纤光栅的栅距受温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种螺栓轴力监测方法，其特征在于，通过采集的螺栓轴力和某个螺栓轴力影响因素对应的参数数据，建立以该螺栓轴力影响因素对应的参数为输入控制量、螺栓轴力为输出量的ARX模型；根据构建的ARX模型得到卡尔曼滤波所需的以该螺栓轴力影响因素对应的参数为输入控制量、螺栓轴力为状态变量的状态方程和观测方程；根据所述状态方程和观测方程，递推得到经过卡尔曼滤波算法校正的螺栓轴力；所述卡尔曼滤波算法为自适应卡尔曼滤波算法。

2.根据权利要求1所述的螺栓轴力监测方法，其特征在于，螺栓轴力影响因素对应的参数包括环境温度、振动频率和空气湿度中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的螺栓轴力...

【技术特征摘要】

1.一种螺栓轴力监测方法，其特征在于，通过采集的螺栓轴力和某个螺栓轴力影响因素对应的参数数据，建立以该螺栓轴力影响因素对应的参数为输入控制量、螺栓轴力为输出量的arx模型；根据构建的arx模型得到卡尔曼滤波所需的以该螺栓轴力影响因素对应的参数为输入控制量、螺栓轴力为状态变量的状态方程和观测方程；根据所述状态方程和观测方程，递推得到经过卡尔曼滤波算法校正的螺栓轴力；所述卡尔曼滤波算法为自适应卡尔曼滤波算法。

2.根据权利要求1所述的螺栓轴力监测方法，其特征在于，螺栓轴力影响因素对应的参数包括环境温度、振动频率和空气湿度中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的螺栓轴力监测方法，其特征在于，根据所述状态方程和观测方程，递推得到经过卡尔曼滤波算法校正的螺栓轴力的方式包括：

4.根据权利要求3所述的螺栓轴力监测方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波算法为sage-husa自适应卡尔曼滤波算法；所述(t-1)时刻的过程激励噪声值、(t-1)时刻的过程激励噪声协方差矩阵、t时刻的观测噪声协方差矩阵以及t时刻的观测噪声期望值根据sage-husa自适应卡尔曼滤波算法的时变噪声统计估值器...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成中，孙鹏辉，董晨曦，周杰，李艳军，张亚楠，付翊宸，张红军，陈波，刘霖，
申请(专利权)人：河南航天精工制造有限公司，
类型：发明
国别省市：