【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及电气柜疲劳测试，具体涉及一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法、介质及系统。
技术介绍
1、电气柜作为高速列车的核心动力部件，通过电气柜体承力结构(如吊耳)悬挂在列车下方，其可靠性直接决定了列车的安全运行。目前，部分高速列车电气柜体关键承力结构在运行里程远不及设计寿命时就出现疲劳损坏问题，这主要是因为我国高速动车车辆运行条件复杂、工况多变且速度不断提升所导致。在产品设计及验证阶段仅依赖整体结构的长周期随机振动试验开展可靠性评估，无法有效模拟实际载荷，对关键结构的评价覆盖率低。
2、故高速列车下挂产品设计及验证阶段可靠性评估存在无法有效模拟实际载荷，存在对关键结构的评价覆盖率低，评价成本高、周期长的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种降低试验加载的复杂度、提高整个电气柜结构可靠性及寿命评估有效性、以及提高可靠性评价效率的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法、介质及系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，包括步骤：
4、1)将列车下挂电气柜体的服役过程实测路谱或标准psd谱转化为加速度随时间历程变化的时域谱；
5、2)将步骤1)中得到的时域谱作为电气柜体瞬态动响应分析的载荷激励，获取电气柜体承力结构的响应谱；
6、3)对电气柜体承力结构的响应谱进行低载截除，
7、优选地，步骤2)的具体过程为：
8、步骤2.1)采用仿真技术对电气柜体进行瞬态动响应分析，得到电气柜体整体的von-mises应力分布；
9、步骤2.2)结合电气柜体整体的von-mises应力分布中，提取电气柜体承力结构的von-mises应力随时间历程变化曲线及其对应的最大应力值；
10、步骤2.3)通过承力结构的von-mises应力随时间历程变化曲线及其对应的最大应力值，得到电气柜体承力结构的响应谱。
11、优选地，在步骤2.3)中，通过以下公式得到电气柜体承力结构的响应谱：
12、
13、式中：σmax为响应谱中的最大应力；其中响应谱为电气柜体承力结构的von-mises应力随时间历程变化曲线；a为实测面积；k*为应力调整系数；σ’为归一化后的应力谱。
14、优选地，步骤1)的具体过程为：将实测路谱在x、y和z方向的加速信号分别作为振动台振动试验的控制曲线，启动试验，当试验量级达分别达到x、y和z方向psd目标谱后，进行加速度时域数据采集，得到加速度随时间历程曲线，即时域谱。
15、优选地，步骤3)的具体过程为：
16、3.1)对电气柜体承力结构的响应谱按等损伤原则进行低载截除，保留峰值和谷值的循环载荷，得到简化响应谱；
17、3.2)将简化响应谱作为承力结构疲劳试验的载荷输入，获得电气柜体承力结构试验用载荷谱。
18、优选地，步骤3.1)的具体过程为：
19、首先针对压-压循环，仅保留最小谷值；
20、然后针对峰值为正值的循环，删除变程小于最大峰值50％的循环；
21、最后，通过雨流计数得到最大峰值和最小谷值的循环对，并对其进行归一化处理，即将保留的响应谱有效值均除以最大峰值，形成峰值为1、谷值为m的等幅循环对，循环次数为低载截除后的次数n。
22、本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
23、本专利技术还公开了一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
24、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
25、本专利技术通过将电气柜体服役过程中实测的巨量路谱数据通过转化，剥离出对电气柜体承力结构瞬态动力学响应影响较大的关键载荷激励，形成关键结构的载荷历程(试验用载荷谱)，降低试验加载的复杂度，具有表征性强、操作性简单、适用性广的特征。另外本专利技术从整体实测路谱或标准psd谱中剥离出关键结构的载荷谱，可实现关键结构可靠性的量化和精准评价。
26、本专利技术以高速列车下挂柜体关键承力结构为载体，基于实际测载荷和标准载荷编制该结构用于试验评价可靠性的重要力学输入，提高整个电气柜结构可靠性及寿命评估的有效性，也为新产品可靠性精准设计提供重要的技术支撑。
27、本专利技术在某高速列车电气柜体关键结构上进行应用。通过仿真技术和试验技术将实测路谱或标准谱转化为实验室模拟件的试验载荷谱，定量给出了关键承力结构件的实际服役寿命。对比整个产品可靠性评价，本专利技术通过等损伤原则将巨量载荷循环简化为低周次的循环载荷，显著降低了可靠性评价低成本和周期，提高构件可靠性评价效率。
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1.一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤2)的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，在步骤2.3)中，通过以下公式得到电气柜体承力结构的响应谱：
4.根据权利要求1或2或3所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：将实测路谱在X、Y和Z方向的加速信号分别作为振动台振动试验的控制曲线，启动试验，当试验量级达分别达到X、Y和Z方向PSD目标谱后，进行加速度时域数据采集，得到加速度随时间历程曲线，即时域谱。
5.根据权利要求1或2或3所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤3)的具体过程为：
6.根据权利要求5所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤3.1)的具体过程为：
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利
8.一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～6中任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤2)的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，在步骤2.3)中，通过以下公式得到电气柜体承力结构的响应谱：
4.根据权利要求1或2或3所述的列车下挂电气柜体承力结构载荷谱设计方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：将实测路谱在x、y和z方向的加速信号分别作为振动台振动试验的控制曲线，启动试验，当试验量级达分别达到x、y和z方向psd目标谱后，进行加速度时域数据采集，得到加速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鉴，剡苏荣，王向东，潘柏清，刘雄，丁浩，龙明生，邱国荣，谢紫华，靳印凯，温欢，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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