[发明专利]考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联方法

摘要

本发明公开一种考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联方法，包括如下步骤：1)采用雨流计数和零均值转化法将试验场和用户各通道载荷时间历程转化为分区间载荷谱；2)根据疲劳寿命预测理论将各通道分区间载荷谱转化为疲劳损伤，构建多通道分区间等损伤关联模型；3)采用归一化方法将试验场各通道分区间的损伤与用户对应通道的损伤进行归一化处理。本发明综合考虑了载荷分布一致性和损伤一致性原则，既能够保证试验场与用户载荷分布一致，又能够保证试验场试验与用户试验疲劳损伤一致，同时采用归一化的方法解决了由于各通道信号类型及数量级差异导致的匹配均衡性差的问题，采用给各通道赋予不同权重的方法实现重要通道的优先匹配。

主权项

1.一种考虑载荷分布及损伤一致性的多通道均衡关联方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)采用雨流计数和零均值转化法分别将试验场道路上和用户道路上各通道的载荷时间历程转化为分区间载荷谱；/n2)基于疲劳预测及Miner准则，将各通道分区间载荷谱转化为疲劳损伤，构建多通道分区间等损伤关联模型；/n3)以单一通道为单位，对各通道整体进行归一化：将试验场某道路上某通道某分区间的疲劳损伤、用户对应通道对应分区间的疲劳损伤，两者均与用户对应通道所有分区间损伤的和做商，然后进行归一化处理；/n其中，对于步骤1)的具体实施方法是：/n假设试验场共有k种强化道路，设试验共取m个通道，将其中任一通道都划分为n个载荷幅值区间，则：/n针对单一通道，此通道的载荷谱矩阵为元素F_ij为在试验场第j种道路上此通道第i区间的载荷循环次数，i＝1～n,j＝1～k；用户载荷谱矩阵为元素H_i为在用户道路上此通道第i区间的载荷循环次数；/n基于此，对于步骤2)的具体实施方法是：/n根据材料的疲劳特性，采用Miner准则，计算在试验场不同道路上不同应力幅值区间下对应的疲劳损伤：/n应力幅值区间损伤分量或耗损的疲劳寿命分量为：/n /n式中，N_i为S-N曲线上对应于应力幅值区间σ_ai的破坏的循环次数；n_i为在应力幅值区间σ_ai下的实际工作循环次数；/n设N₀为对应于疲劳极限σ_-1的疲劳极限寿命，w为常数，根据S-N曲线的Basquin关系式，有：/n /n /n可得应力幅值区间损伤分量或耗损的疲劳寿命分量为：/n /n利用公式(4)，将试验场载荷谱矩阵和用户载荷谱矩阵转化为试验场分区间疲劳损伤和用户疲劳损伤/n其中，/n则建立m个通道各区间等损伤关联模型如下：/n /n式(5)中，矩阵元素表示为第r通道第i区间试验场第j种道路的疲劳损伤，r＝1～m,试验场各种道路试验次数分配矩阵为元素α_j为试验场第j种道路的试验循环次数，/n而用户疲劳损伤矩阵为元素Y_i^r为第r通道第i区间用户疲劳损伤。/n