[发明专利]一种基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法

权利要求书

1.一种基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法，其特征在于，包括：

对单机设备安装位置实际飞行遥测加速度高频随机振动时域数据进行离散化处理，得到N段离散后的时域数据；

计算得到各段离散后的时域数据的功率谱密度G_i(f)，并确定N段离散后的时域数据的功率谱密度的最大包络功率谱密度G₀(f)；

计算得到当随机振动激励输入功率谱密度为G_i(f)时单机设备在应力危险位置O处的应力功率谱密度G_si(f)，以及当随机振动激励输入功率谱密度为G₀(f)时单机设备在应力危险位置O处的应力功率谱密度G_s0(f)；

根据G_si(f)，计算得到单机设备在应力危险位置O处的疲劳总损伤D₀；

根据D₀和G_s0(f)，计算得到当随机振动激励输入功率谱密度为G₀(f)且单机设备在应力危险位置O处产生疲劳损伤D₀时所需的振动时间t₀；

根据t₀，计算得到等效振动时间t_d且单机设备在应力危险位置O处产生疲劳损伤D₀时的等效随机振动激励输入功率谱密度G_d(f)。

2.根据权利要求1所述的基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法，其特征在于，对单机设备安装位置实际飞行遥测加速度高频随机振动时域数据进行离散化处理，得到N段离散后的时域数据，包括：

根据运载火箭飞行遥测数据，获取单机设备安装位置实际飞行遥测加速度高频随机振动时域数据；

将单机设备安装位置实际飞行遥测加速度高频随机振动时域数据离散成N段，得到N段离散后的时域数据；其中，各段离散后的时域数据的时间长度为dt_i，i＝1,2,…,N。

3.根据权利要求1所述的基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法，其特征在于，还包括：根据实测结果或者仿真分析结果，确定单机设备在随机振动激励下的应力危险位置O。

4.根据权利要求2所述的基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法，其特征在于，根据G_si(f)，计算得到单机设备在应力危险位置O处的疲劳总损伤D₀，包括：

根据G_si(f)，计算得到G_si(f)对应的k阶惯性矩m_ik：

其中，k＝0,1,2,3,4；

根据m_i0、m_i2和m_i4，确定G_si(f)对应的谱型不规则因子γ_i：

根据γ_i，结合Dirlik应力分布模型，计算得到G_si(f)对应的应力变程σ的概率密度函数p_i(σ)：

其中，D_3i＝1-D_1i-D_2i，σ_igrms表示G_si(f)对应的应力总均方根；

根据Miner线性疲劳累积损伤理论，计算得到应力功率谱密度为G_si(f)时单机设备在应力危险位置O处的疲劳寿命D_i：

其中，E(P)表示G_si(f)对应的应力变程σ的预期波峰数，C和m为材料疲劳常数；

根据D_i，计算得到单机设备在应力危险位置O处的疲劳总损伤D₀：

5.根据权利要求4所述的基于应力疲劳等效的随机振动试验条件设计方法，其特征在于，