[发明专利]一种考虑能量的应变载荷谱编制方法

说明书

本发明公开了一种考虑能量的应变载荷谱编制方法，其步骤为：1)采集待测件的原始应变谱；2)采用雨流计数法对原始应变谱进行处理，编制得到程序载荷谱I；3)判断程序载荷谱I与原始应变谱的能量是否相等，如否，进行步骤4)，反之，此时的程序载荷谱I即为最终程序载荷谱；4)令当前调整次数p为1，调整程序载荷谱I的低幅频次；5)判断调整p次后的程序载荷谱I与原始应变谱的能量是否相等，如否，则令p＝p+1，返回步骤4)，反之，此程序载荷谱I即为最终程序载荷谱。本发明引入能量定量描述应变载荷谱与实际载荷谱由于雨流计数法统计造成的差异，通过调整载荷谱的低幅频次，提高所得载荷谱与实际载荷谱的一致性。

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种考虑能量的应变载荷谱编制方法。

背景技术

工程机械的零件众多，在使用过程中各零件受到的载荷是实时变化的，载荷谱即为零件在使用过程中其应变或者载荷随时间变化的折线图，载荷谱能够用以记录零件在生命周期中的载荷信息。实际载荷谱可以精确的反映零件的使用信息，但是完整的实际载荷谱较为复杂，对完整的实际载荷谱进行研究会浪费大量的时间和资源。因此在实际零件的实验研究过程中多需对原始载荷谱进行编制，在保证加载效果相同的前提下，缩短载荷谱的时间，以提高研究效率。

对于如何对原始载荷谱进行编制，相关研究人员开展了诸多研究，Ahdullah采用Wavelet Bump Extraction算法进行筛选，将无损伤的频带进行删除，保留记录损伤较大的频带及其时间序列；Aakadhim使用时域损伤编辑技术对应力应变信号做处理，同时用有限元等技术缩短了载荷谱时间；Khosrovameh通过对雨流计数矩阵的形成过程进行研究，构建了两种基于二维雨流计数的载荷时域重构方法，并在此基础上改进雨流计数法；Amzallage和Grerey等提出了四点雨流计数法的构想，并以此为基础给出了重构时域载荷。雨流计数法是目前编制应变载荷谱最常用的方法，其是在计数过程模拟雨滴从塔顶滴落，统计载荷谱中幅值和均值出现的频次，记录了循环载荷和局部应力-应变滞回特性关系进而编制应变载荷谱，其统计结果可以直接用于计算零件的疲劳损伤。

虽然使用雨流计数法编制应变载荷谱能够有效提高研究效率，但由于雨流计数法的特性，其在统计过程中只保留峰值和谷值，非峰谷值将被舍弃，峰谷值判断依据如下：有P_i-1、P_i和P_i+1三个点，必须满足

(P_i-P_i-1)(P_i-P_i+1)＞0；

其实际情况如图1和2所示，通过雨流计数法进行统计后的情况分别如图3和4所示，比较后发现采用雨流计数法编制的应变载荷谱与真实的应变载荷谱存在较大地差异。

因此，开发一种所得应变载荷谱更符合实际情况的应变载荷谱编制方法极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所得应变载荷谱与实际情况差别较大的缺陷，提供一种所得应变载荷谱更符合实际情况的应变载荷谱编制方法，本发明引入能量定量描述应变载荷谱与实际载荷谱由于雨流计数法统计造成的差异，通过调整应变载荷谱的低幅频次以降低应变载荷谱与实际载荷谱的能量差，进而减小所得应变载荷谱与实际情况差别。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑能量的应变载荷谱编制方法，步骤如下：

(1)采集待测件的原始应变谱；

(2)采用雨流计数法对原始应变谱进行处理，编制得到程序载荷谱I；

(3)判断程序载荷谱I与原始应变谱的能量是否相等，如否，进行步骤(4)，反之，此时的程序载荷谱I即为最终的程序载荷谱；

(4)令当前调整次数p为1，调整程序载荷谱I的低幅频次；