[发明专利]一种基于载荷函数法的传动轴载荷极值外推方法

摘要

本发明涉及一种基于载荷函数法的传动轴载荷极值外推方法，涉及时频测量技术领域。本发明通过对现今载荷极值外推方法和理论的介绍和优缺点对比，从实际需要出发，选择载荷函数法作为履带车辆传动轴载荷极值外推的理论基础，将Anderson‑Darling(AD)统计量作为拟合优度的度量尺度，拟合出各挡位下载荷幅值和均值的概率密度函数，且考虑了传动轴的极限扭转强度，对载荷极值做出了合理外推。

主权项

一种基于载荷函数法的传动轴载荷极值外推方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定载荷均幅值独立分布特性采用雨流矩阵作为实测载荷数据雨流计数结果的表达方式，得到载荷幅值和均值作为实测载荷数据雨流计数结果；将载荷幅值和均值视为二维随机变量，从各挡位的雨流矩阵统计出均幅值分别对应的频次数据，即幅值‑频次直方图和均值‑频次直方图；步骤2、载荷均幅值独立分布拟合载荷幅值分布用对数正态分布或威布尔分布分别对均幅值进行拟合，载荷均值分布用正态分布、三参数对数正态分布或三参数威布尔分布分别对均幅值进行拟合，拟合优度设为AD值，选择AD值较小的分布作为均幅值的拟合分布，进而得到各挡位均幅值独立分布的拟合参数；步骤3、载荷均幅值极值推断比较均幅值独立分布的拟合参数，选择载荷幅值和均值的分布拟合形式分别为对数正态分布和正态分布；设载荷幅值变量为X，载荷均值变量为Y，载荷幅值的对数正态概率密度函数表达为:$f_X\left(x\right)=\frac{1}{x\mathrm{\σ}\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp \left\{\frac{{(\ln x-\mathrm{\μ})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}\right\},x\>0,\mathrm{\σ}\>0---\left(4.1\right)$式中，μ和_σ分别为载荷幅值的位置和尺度参数；设p为推断概率，由上式得出幅值的极大值推断公式为${\∫}_{x_{\max }}^{\mathrm{\∞}}{f}_X\left(x\right)dx=p,x\>0---\left(4.2\right)$则由上面的积分公式得到载荷幅值的极大值x_max；载荷均值的正态概率密度函数表达为$f_Y\left(y\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^{\′}}\exp \{-\frac{{(y-{\mathrm{\μ}}^{\′})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^{\′2}}\},{\mathrm{\σ}}^{\′}\>0---\left(4.3\right)$式中，μ'为正态分布的均值，σ'为正态分布的标准差；当选择p为推断概率时，由上式得出均值极大值和极小值的推断公式为${\∫}_{y_{\max }}^{\mathrm{\∞}}{f}_Y\left(y\right)dy=p---\left(4.4\right)$${\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{y_{\min }}{f}_Y\left(y\right)dy=p---\left(4.5\right)$则由上面的积分公式得到载荷均值的极大值和极小值分别为y_max和y_min。