雨流计数法在整车载荷谱分析中的应用

基于当前广泛应用的雨流计数法的原理,在全程实测某型越野车在某试验场各强化路段载荷谱的基础上.对载荷谱进行预处理,然后给出了基于雨流计数法的载荷谱压缩、外推、叠加与时域重构的应用实例.结果表明通过雨流计数法能在基本保持原载荷谱疲劳损伤的同时,明显地压缩载荷谱的时间历程,为下一步快速、高效地进行室内道路模拟试验打下了基础.     

雨流计数的快速实现方法

以四峰谷值雨流计数法为基础,介绍了雨流计数的快速实现方法.该方法在计数前需要对载荷时间历程进行非峰谷值点的去除和重调整处理.计数过程中将需保留数据单独存放,计数判定点的选取遵循单向选取、循环进行的原则,直至将载荷时间历程全部计数为一系列的全循环.最后以一工程应用实例证明了该方法有着很高的效率.     

雨流计数法在土体强度干湿循环效应中的应用

针对土体强度干湿循环试验成果无法应用于工程实践的情况,通过分析雨流计数法的计数原理、计数规则和实现方法,探讨了其应用于土体强度干湿循环效应的可行性和土体应遵循的假设条件;在此基础上,通过具体实例分析,验证了雨流计数法在土体强度干湿循环效应中的应用效果。研究结果表明,土体的干湿循环效应在本质上就是一种疲劳损坏,应用雨流计数法对土体干湿循环中的含水率变化进行统计是完全可行的;通过应用雨流计数法,可把大气影响下土体的不规则含水率波动整理为较规则的含水率数据,并获得各个含水率变化幅度下的循环次数,为室内试验成果与工程实践应用搭建了一个桥梁。     

改进雨流计数法在拖拉机零部件疲劳寿命估算中的应用

本文介绍了传统的载荷数据统计处理方法和改进的雨流计数法,着重强调以三峰谷计数原则代替一般的四峰谷计数原则。提出了在用改进雨流计数法进行载荷数据统计时结合载荷分布参数估计的变差系数法,可简化统计处理过程,提高计算速度。并且采用改进雨流计数法编制了上海-50拖拉机驾驶室骨架载荷谱,对骨架的随机疲劳寿命进行估算。     

一种修正的基于临界平面多轴循环计数法

进行多轴随机载荷下的结构疲劳寿命分析时,需选择合适的循环计数方法提取损伤事件.结合疲劳寿命预测方法中的临界平面法,对Langlais多轴循环计数法进行了讨论,并在此基础上完成了对Langlais多轴循环计数法的修正.修正后的多轴循环计数法可以精确地考虑到1个主通道循环内辅助通道的全部载荷信息;同时发展了修正Langlais法新的实现方法,可以用于封闭曲面法计算有效载荷;对三点雨流计数法的循环计数起始点选择进行了改进,提高了循环计数效率.     

复杂载荷历程简化方法的研究

通过局部应力-应变分析,阐明了载荷顺序对疲劳累积损伤的影响,它不仅取决于载荷历程本身,还与承载零件的几何特征有关。在此基础上,提出了一个能切实反应载荷顺序影响的简化复杂载荷历程的方法,通过对过载产生的残余应力的定量计算,着重分析了由于不同应力水平的载荷循环之间的相互作用引起的损伤加剧或减缓效应。     

载荷累积频次谱最大穿越频数及其确定问题

载荷累积频次谱的形状和最大穿越频数对计算疲劳寿命有很大影响。为寻求和认识其中规律,本文分析了载荷累积频次谱的形状和最大穿越频数对计算疲劳寿命的作用效果,指出了针对具体情况区分最大穿越频数的必要性。在此基础上,提出了以累积损伤率为准则的确定最大穿越频数的设想。并对其计算实拖进行了初步探索。     

基于有限元分析的摩托车车体载荷谱编制

在采用电测方法进行载荷实际测试时,由于结构复杂致使贴片位置受到限制,难以准确测取危险点应力状态,提出了基于应力转换(即将摩托车车体上易测点的应力转换为最危险点处的应力)的编谱方法.获得转换后的应力-时问历程后,经雨流计数和不同工况下数据的综合分析,编制了车体最危险点处的疲劳载荷谱,为车体疲劳寿命评估和改善车体质量等提供了重要的载荷依据.     

疲劳载荷下金属材料的磁记忆信号特征

设计拉伸疲劳试验,研究了疲劳载荷下磁信号暂时到达的稳定状态的特点以及疲劳过程中磁信号的分布、变化情况,并结合改进的J-A理论进行分析和讨论.结果显示:磁信号暂时到达的稳定状态在一个循环周期内沿环线变化,并且环线随循环载荷类型不同而变化,说明用改进的J-A理论描述磁记忆现象合理;疲劳过程中磁信号分三个阶段变化,这个特征由改进的J-A模型中描述磁畴壁运动所受阻碍的参数(ξ″)随疲劳损伤发展的变化规律解释;磁信号在缺陷附近呈"⌒"形的分布,这个特征由缺陷附近ξ″的分布规律解释.     

非等效累积损伤模型

开展了45号钢在变幅加载下的疲劳试验,基于试验结果,对Miner模型、Manson-Halford模型、Corten-Dolan模型和叶笃毅模型的预测精度进行对比分析,并基于非等效累积损伤原则,以Miner模型和Manson-Halford模型为基础分别构建了2种新的非等效累积损伤模型.结果表明:4种模型中,Manson-Halford模型的预测精度好于其余3种模型,而本文构建的新的非等效累积损伤模型的预测结果要优于Manson-Halford模型,并且其计算模式较为简便,适宜工程应用.     

负荷动特性综合方法研究

针对如何建立同类负荷动特性的综合模型问题,提出了基于实测响应空间的负荷动特性直接综合方法.该方法首先应用重心法确定同一类负荷特性的聚类中心,再通过对聚类中心等效样本进行参数辨识,以得到的模型参数作为该类负荷特性的综合模型参数.通过对某一变电站现场采集的负荷特性数据进行综合建模,结果表明该方法正确有效,而且其实现比综合辨识建模以及参数加权平均综合建模更为简便.     

小水线面双体船结构疲劳评估方法研究

针对小水线面双体船的结构疲劳问题,建立某小水线面双体船的全船有限元模型,并分别采用中国船级社给出的简化方法和谱分析法对典型结构细节进行疲劳强度评估.结果表明：小水线面双体船的支柱结构的疲劳问题较为突出,简化方法可以忽略迎浪和斜浪对累积损伤的贡献;谱分析方法可考虑实际海况下的疲劳寿命,相比于简化方法更加合理.     

载荷谱的直接生成法

本文讨论了生成阶梯载荷谱的问题,应用等损伤条件,导出了一种确定每级阶梯载荷及其频次数的算法。该算法可由载荷概率密度函数直接生成阶梯载荷谱。     

飞机荷载重复作用次数的简化计算方法

对力学-经验型沥青道面结构设计方法中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨了一种简化的荷载重复作用次数计算方法.通过理论分析,提出了以应力(应变)扩散斜率和等效宽度为中心的荷载重复作用次数简化计算概念.双层体系的结构响应分析表明,等效宽度是结构厚度和上下层结构相对刚度的函数.经过回归分析,给出了等效宽度和结构厚度的线性关系式,回归计算结果与基于道面空间响应得到的等效宽度之间的误差在5%以内.对于多层的道面结构,建议按照力学等效的方法转换成双层结构后进行计算.在此基础上,提出了单轮的荷载重复作用次数计算方法,并详细分析了横向多轮和纵向多轴的影响.基于单机型的计算分析,进一步扩展提出了混合交通条件下的荷载重复作用次数简化计算方法.     

疲劳累积损伤理论的适用性研究

疲劳累积损伤理论是结构疲劳寿命分析的基础。本文首先推导有代表性的疲劳累积损伤理论在二级加载模式下的预测模型;然后通过试验数据析了在二级加载下金属疲劳累积损伤理论的适用性。分析结果表明:各模型在不同加载方式下对结果预测的准确性差别较大。Manson模型和韧性耗散模型等非线性模型比较好地改善了Miner理论预测的精度,并且Manson模型对于旋转弯曲的钢材料具有更好的适用性;而对于受拉压的铝合金材料,韧性耗散模型具有更好的适用性。Miner理论、韧性耗散模型和Manson模型在用于随机谱的预测时,预测的误差有减小的趋势;而Carten-Dolar模型预测的误差有增大的趋势。