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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于数字孪生技术与特种车辆结构安全监测领域，提供了一种数据驱动的拖挂房车车架结构安全监测方法。对给定某款拖挂房车的车架和车厢建立有限元模型并进行组装，通过对质心参数、质量参数、工况参数进行采样，使用有限元方法建立起结构仿真数据集；使用归回神经网络将拖挂房车运行参数与应力分布、安全状态的对应关系进行拟合；使用传感器对车架运行状态进行实时采集，转变为运行参数后输入神经网络模型，即可实现基于数字孪生技术的拖挂房车车架结构安全的实时监测。

主权项：1.一种数据驱动的拖挂房车车架结构安全监测方法，其特征在于，步骤如下：步骤1，构建拖挂房车的数字孪生模型；步骤2，将给定某款拖挂房车作为物理实体，对其建立几何模型和有限元模型，得到虚拟实体；确定质心在车厢内的分布区域；步骤3，结合拖挂房车在公路上的行驶工况，对质心坐标和行驶工况进行参数化；将得到的有限元模型的质心坐标参数、质量参数、行驶工况参数添加到孪生数据集；步骤4，对步骤3中得到的有限元模型的变量参数进行批量化修改，得到批量变参数的有限元模型；步骤5，对变参数有限元模型批量计算，并对应力分布结果进行提取，使有限元模型的质心坐标参数、质量参数、工况参数与应力分布结果对应，构建结构仿真的数据集，添加到孪生数据集；步骤6，使用神经网络对有限元模型参数和应力分布结果之间的关系进行拟合，构建神经网络模型，并计算神经网络的误差；步骤7，根据预测的最大应力值划分为三个安全等级，并确定各安全等级的应力值上下限；将构建的神经网络和安全等级上下限结合，得到结构安全监测机，作为数字孪生模型的系统服务；步骤8，在拖挂房车车架中安装传感器，实时采集质心坐标、质量和工况参数，建立起物理实体与孪生数据之间的连接；将采集的数据输入到结构安全监测机，实时计算车架的应力分布，并根据步骤7中划分的安全等级进行提示，建立起孪生数据与系统服务之间的连接，驱动虚拟实体的变化，建立起系统服务与虚拟实体之间的连接；步骤9，将传感器数据、拖挂房车行驶状态、应力分布、安全等级、操作提醒信息进行可视化显示，建立起物理实体与虚拟实体之间的连接，实现基于数字孪生技术的虚实结合，作为最终输出结果。

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