[发明专利]一种基于力学模型的力学实验数据前处理方法

权利要求书

1.一种基于力学模型的力学实验数据前处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

A、接收1-N组实验数据并存储；具体步骤为：

a1、接收客户端发送的1-N组实验数据获得请求，所述实验数据获得请求包括Crossland模型的拉扭疲劳实验数据、求解力学模型中特定参数时对应的轴向及扭转载荷数据以及实验过程中采集的载荷、位移，并求出正应力和剪应力；

a2、对于具体的力学模型，根据模型具体形式确定模型参数求解过程，判断针对该力学模型所选用的实验数据，服务器收到客户端发出的数据请求后，根据请求中包含的该力学模型确定该实验数据的求解过程；

a3、选择第N组实验数据，此数据为拉扭疲劳实验测量得到的轴向力和剪切力，设置N＝1-N表示实验数据处理顺序，N随着实验数据的读取逐步增加；

B、预先给定基于材料疲劳极限的无效影响参数R0，识别出数据过滤路径中的大致拐点并存储；具体步骤为：

b1、预先给定基于材料疲劳极限的无效影响参数R0；

b2、保持无效影响参数R不变，则始终为R0，进行步骤C、步骤D、步骤E、步骤F；

b3、上一步得到过滤后的数据，即为大致拐点，并进行存储；

C、N＝1时，取该组实验数据点为初始点和初始过滤圆圆心点；

D、选取下一组实验数据点，确定无效影响参数R并进行数据过滤；具体步骤为：

d1、选取第N组实验数据；

d2、根据对应的第N组力学模型参数确定第N个无效影响参数范围RN，第一个无效影响参数范围R1根据对应力学模型由材料性质确定；

d3、选择第N组实验数据，对照步骤d2所述的第一个无效影响参数范围R1，判断该数据是否保留，其判断具体为：

Crossland模型如下公式.

其中αc,βc是材料常数，σmax是静水压力最大值，△τ mises为Von Mises剪应力幅，根据Crossland力学模型将无效影响参数范围RN设置为△τ mises/2，RN值可根据对应力学模型由材料性质确定，比较第N组实验数据与RN的关系，如果第N组实验数据影响范围在对应力学模型的第N个无效影响参数范围RN外，则进行步骤E，如果第N组实验数据影响范围在对应力学模型的第N个无效影响参数范围RN内，则不保留该数据，过滤圆圆心不移动，重新定义R值，再循环步骤d1至d3；

E、通过扭结、反转点的识别和切比雪夫一阶线性逼近的优化来确定下一步过滤方向；具体步骤为：

e1、判断当前组数据点是否是过滤路径的扭结和反转点；如果是，则保留该组数据，并将其存于新实验数据文件的第M点，同时重新计算过滤方向n，并进行步骤C，其中M表示新实验数据顺序，M随着新实验数据的保存逐步增加，其中，M≤N；如果不是，则不保留该组数据，新实验数据文件的M值不变，同时进行下一步骤；

e2、判断当前数据点N＝N’是否在步骤B中得到的大致拐点附近，具体为大致拐点的前n个点之中，其中n为正整数，且n2,由用户给定；若是，则不使用切比雪夫一阶线性逼近优化过滤方向；若否，则进行下一步骤；

e3、选择N＝N’,N＝N’+1,N＝N’+2,···，N＝N’+n共n组数据，分别记为(Xi,Yi),i＝0,1,2,···，n,作为利用切比雪夫最佳线性逼近拟合直线所需的交错点组；

e4、拟合直线设定为Y＝b1*X+c1,残值e＝|Yi-(b*Xi+c)|，运用交错点组的里米兹算法，选择(X0，Y0)，(Xn，Yn)，(Xm，Ym)作为初始拟合的交错点组，代入残值方程中得到代数方程组，确定初始待定系数b1,c1,e1值，其中m为正整数，m＝(n+1)/2或n/2；

e5、校准数据点(Xi,Yi),若其中存在(Xk,Yk)使得e＝|Yk-(b1*Xk+c1)|＝max|Yi-(k1*Xi+c1)|e1，则用(Xk,Yk)取代(X0，Y0)，(Xn，Yn)，(Xm，Ym)中的任意一个，使新的数据点组按照初始数据顺序依次交错分布于直线的两侧，然后进行下一步骤；否则跳过下一步骤e6，进行步骤e7；

e6、将e5中得到的新数据点组代替旧点组，代入e4中的残值方程，计算新的b1,c1,e1值，若求得的e1值在误差允许的范围内，且与上次求得的e1值近似相等，则停止搜索，否则重复e5步骤；

e7、得到最佳拟合直线表达式Y＝b1*X+c1，从而确定下一步数据过滤方向n1；

e8、过滤圆圆心沿方向n1移动；

F、沿数据路径过滤，重复步骤C和步骤D，得到过滤后数据并存储。