一种实时多轴循环计数方法技术

本发明专利技术公开了一种实时多轴循环计数方法，选取初始参考点，实时地接收并读取随机多轴应变载荷历程，并计算每个已读取应变数据相对于参考点的vonMises相对等效应变，进而实时地得到已读取数据的相对等效应变历程；识别相对等效应变历程中各个转折点；将剩余载荷区间计为一个最大的半循环；若最后相对等效应变谱上还有两个峰谷值点，则只需将起始时刻点到最大时刻点之间的剩余载荷区间计为一个最大的半循环。基于相对等效应变的概念，在WB循环计数法的基础上，结合Glinka计数法的思路，针对多轴变幅随机载荷提出实时循环计数方法，补足了最大循环损伤，以达到更高的可靠性。以达到更高的可靠性。以达到更高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种实时多轴循环计数方法


[0001]本专利技术应用领域是实时多轴疲劳强度寿命预测方向，特指一种多轴载荷下的实时多轴循环计数方法。

技术介绍

[0002]对于随机载荷下的多轴疲劳损伤评估，包括三个关键步骤：多轴循环计数、每个循环的多轴损伤评估以及所有循环的疲劳损伤累积，对于多轴循环计数方法的研究在工程实际应用中占有十分重要的一环。一般而言，工程构件在实际工作中往往会承受复杂的多轴应力/应变随机载荷，尽管在过去几十年中，许多研究人员对多轴疲劳进行了大量研究，但对于现役工程部件的多轴疲劳在线寿命预测来说，仍然是一个具有挑战性的问题。
[0003]在现在的工程生产中，运用的计数方法多是传统的离线计数方法，占有内存大，无法对某一时刻的损伤进行评估，在生产应用中的可靠性较低。如峰值计数、水平交叉、距离对计数和雨流计数，其核心思想都是要求在计数过程开始之前知道整个应变/应力载荷谱。此外，在计数之前必须重新排列载荷谱，以形成尽可能大的全循环或半循环。由于重建过程忽略了载荷序列，因此可能导致对某个特定时刻损伤的评估错误。
[0004]目前比较成熟能够有运用到实际生产中去的在线计数方法都是单轴雨流实时计数方法，而多数多轴在线计数都只是计出了整个载荷谱中的小循环损伤，而没有计出最大的循环损伤，从而导致计出的损伤偏低。因此亟需发展出可靠的实时循环计数方法，以达到能够实时评估当前损伤与寿命预测的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提出一种实时多轴循环计数方法，以满足在随机载荷加载下多轴疲劳寿命实时预测的需求。首先，基于相对等效应变的概念，在WB循环计数法的基础上，结合了Glinka计数法的思路，针对多轴变幅随机载荷提出了一种新的实时循环计数方法，补足了最大循环损伤，以达到更高的可靠性。其步骤为：
[0006]步骤1)：选取t＝0时刻的数据ε
ij
(t0)为初始参考点；
[0007]步骤2)：实时地接收并读取随机多轴应变载荷历程，并计算每个已读取应变数据ε
ij
(t)相对于参考点的vonMises相对等效应变
[0008][0009]其中，是t时刻的相对等效应变，ε
ij
(t
ref
)是t
ref
时刻的数据，ε
eq
()是对括号里面的内容计算vonMises等效应变；
[0010]进而实时地得到已读取数据的相对等效应变历程；
[0011]步骤3)：识别相对等效应变历程中的第一个转折点其对应的时刻为t1：
[0012]如果且
[0013]步骤4)：将t1时刻的ε
ij
(t1)定义为下一段历程的参考点重复步骤2)和3)寻找后续转折点；
[0014]步骤5)：给定一个包含m个峰谷值点的计数范围，当找出的转折点个数满足该计数范围时，将转折点按照一个峰值点、一个谷值点交替排列，并将这些峰谷值点中间的相对等效应变历程首尾相接，然后，将该历程中的峰谷值储存到Y
n
中；
[0015]步骤6)：对相对等效应变谱进行计数，从第四个点开始判断，判断规则为：若满足|Y
n+1
‑
Y
n
|≥|Y
n
‑
Y
n
‑1|的条件，则计出一个全循环，将Y
n
‑2赋值给Y
n
，即Y
n
＝Y
n
‑2，其中若Y
n
‑1为峰值点，将计出循环的数据ε
ij
(t
n
‑1)～ε
ij
(t'
n
‑1)从原始谱中删除，t'
n
‑1是Y
n
～Y
n+1
相对等效应变谱上和Y
n
‑1的值相等的点对应的时刻；若Y
n
‑1为谷值点，将计出循环的数据ε
ij
(t'
n
)～ε
ij
(t
n
)从原始谱中删除，t'
n
是Y
n
‑2～Y
n
‑1相对等效应变谱上和Y
n
的值相等的点对应的时刻；若不满足|Y
n+1
‑
Y
n
|≥|Y
n
‑
Y
n
‑1|的条件，则无法提取全循环，继续向后判断；若该计数范围内不再有全循环计出，继续读入相对等效应变谱，直到所有数据计数完毕；
[0016]步骤7)：若上述步骤执行结束后，还有三个以上的峰谷值点，分两种情况讨论：(1)若最后一个点Y
n
为峰值点，则令即最后一个点的值等于最大值，再重新计数；(2)若最后一个点为谷值点，则令即倒数第二个点的值等于最大值，再重新计数；
[0017]步骤8)：至此所有全循环计数完毕，若最后相对等效应变谱上还有三个峰谷值点，则将最大值所在时刻点t
max
到时刻点t
end
之间的剩余载荷区间计为一个半循环；同时，将起始时刻点t0到时刻点t
max
之间的剩余载荷区间计为一个最大的半循环；若最后相对等效应变谱上还有两个峰谷值点，则只需将起始时刻点t0到时刻点t
max
之间的剩余载荷区间计为一个最大的半循环。
附图说明
[0018]图1本专利技术方法提供的实时多轴循环计数方法流程图。
[0019]图2寿命预测结果图。
[0020]图3为结合En15R钢圆柱薄壁管试样在拉伸/扭转随机载荷作用下的实验数据加载历程。
[0021]图4为步骤1的应变历程。
[0022]图5为步骤2的应变历程。
[0023]图6为步骤3的应变历程。
[0024]图7为步骤4的应变历程。
[0025]图8为步骤5的应变历程。
[0026]图9为步骤7的应变历程。
[0027]图10为步骤8的应变历程。
[0028]图11为步骤9的应变历程。
[0029]图12为步骤10的应变历程。
[0030]图13为步骤11的应变历程。
具体实施方式
[0031]本专利技术采用的技术方案为一种新的实时多轴循环计数方法，应用领域是多轴疲劳在线寿命预测方向，该算法步骤为：(1)选取t＝0时刻的数据ε
ij
(t0)为初始参考点；(2)实时地接收并读取随机多轴应变载荷历程，并计算每个已读取应变数据ε
ij
(t)相对于参考点的von Mises相对等效应变进而实时地得到已读取数据的相对等效应变历程；(3)识别相对等效应变历程中的第一个转折点其对应的时刻为t1；(4)将t1时刻的ε
ij
(t1)定义为下一段历程的参考点重复步骤2)和3)寻找后续转折点；(5)给定一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时多轴循环计数方法，其特征在于：步骤如下，步骤1)：选取t＝0时刻的数据ε
ij
(t0)为初始参考点；步骤2)：实时地接收并读取随机多轴应变载荷历程，并计算每个已读取应变数据ε
ij
(t)相对于参考点的vonMises相对等效应变相对于参考点的vonMises相对等效应变其中，是t时刻的相对等效应变，ε
ij
(t
ref
)是t
ref
时刻的数据，ε
eq
()是对括号里面的内容计算vonMises等效应变；进而实时地得到已读取数据的相对等效应变历程；步骤3)：识别相对等效应变历程中的第一个转折点其对应的时刻为t1：如果且步骤4)：将t1时刻的ε
ij
(t1)定义为下一段历程的参考点重复步骤2)和3)寻找后续转折点；步骤5)：给定一个包含m个峰谷值点的计数范围，当找出的转折点个数满足该计数范围时，将转折点按照一个峰值点、一个谷值点交替排列，并将这些峰谷值点中间的相对等效应变历程首尾相接，然后，将该历程中的峰谷值储存到Y
n
中；步骤6)：对相对等效应变谱进行计数，从第四个点开始判断，判断规则为：若满足|Y
n+1
‑
Y
n
|≥|Y
n
‑
Y
n
‑1|的条件，则计出一个全循环，将Y
n
‑2赋值给Y
n
，即Y
n
＝Y
n
‑2，其中若Y
n
‑1为峰值点，将计出循环的数据ε
ij
(t
n
‑1)～ε
ij
(t'

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德广，赵祎茹，李道航，李伟，王金杰，毛正宇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：