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    机械零件疲劳载荷谱的方法研究
    【摘 要】 在疲劳寿命估计的评估与机械设计方面,最为重要的基础就是机械零件疲劳载荷谱的系统编制,同时也成为了较为重要的凭证。本文针对疲劳载荷开展细致的统计处理条件下,通过零均值转化的公式以及双参数的雨流计数法实行了妥善的处理方式,解决了非零均值所存在的不利影响,将幅值和均值的影响得出,从而将机械零件疲劳载荷谱的方法得出,希望得到一定的借鉴。
      【关键词】 机械零件 疲劳载荷谱 方法研究
      在零部件中所具备的随机疲劳载荷以及相应的应力需要对其明确,因为疲劳载荷一般具备着随机性、周期性以及时变性等,因此逐渐的凸显出复杂性,那么在一定程度上需要进行准确的计算。
      1 数据处理载荷谱
      1.1 分析等效应力幅的概率分布函数
      在幅值频次的相关统计表当中,将数据的分布函数获取,所进行的数理统计当中,就是所谓的统计推断。在一般情况下对参数的求解,会使用概率图的方式;嬷聘怕释挤矫,一定要进行在概率纸中,若使用人工的绘制方式通常是较为吃力的,可是在matlab当中主要给予了韦布尔概率和正态概率图。通过wblplot(x)或者weibplot(x)命令,将韦布尔概率图有效绘制。命令当中的x是样本中主要的数据向量[1]234-237。
      1.2 载荷谱的无效幅值以及雨流计数法的舍弃
      存在疲劳损伤构件在于,应力循环以及应力幅值的次数,简化随机的载荷时间历程为半循环或者全循环的过程,就称作计数法。现阶段,所实施的计数法在统计的角度上进行分析,能够分成双参数、单参数。www.gofansmi49.com所涉及到的雨流计数法,在当下是非常合理的双参数技术方法,因为在实际载荷以及技术原理上,都能够相似于金属性零件中的循环应力,具备一定的力学性条件。
      利用雨流计数法进行处理之后的结果,能够将频次、均值以及载荷幅值的关系得到?墒,在一定程度上,也有些载荷不会对结构进行破坏,对待这样的小量循环,往往会叫做无效幅值?故奔-载荷的历程计数过程中,需要舍弃掉无效幅值。
      1.3 非零平均应力中的等效转换
      在当下我国所应用程序当中,时;嵊玫降氖浅绦蛟睾善,只是将频次和幅值的关系有所保留,可是所取得的平均应力上基本都不为零的状态。经过不断的分析针对累积损伤,平均应力存在着较为巨大的不利影响。所以,一定要根据损伤的相应原则把应力循环合理的转换成零平均应力循环方式。
      2 机械零件疲劳载荷谱的方法研究
      2.1 载荷谱的编制
      通过八级载荷等级,能够较为优质的对连续载荷累积频数曲线有所代表,因为载荷幅值若较大展现,就会较大的影响到疲劳寿命,所以进行分级的过程中,需要将紧密的对较大幅值分级,一般情况下每一级的最大幅值与普通幅值,能够在累积频次曲线的扩展当中查询得到,将定点设置在累积频次的曲线当中,根据所给予的比值,进行分次的和最大幅值相乘,同时将各级的载荷幅值得到,此时在图上将每一级载荷相呼应的载荷循环频数是多少,继而将载荷谱得到。
      2.2 均值极大值以及载荷幅值的计算
      通过计算超值累计频率函数,将最大幅值载荷得出:
      xαmax=ε+13.8161/αβ
      在上式中拥有韦布尔分布当中最关键的3个参数,分别为:ε、α、β。对于在众多工况下所工作的构件中,极值、均值都会在扩展工况的均值极大值当中选取[2]156-159。如下式所示:
      xmmax=μ-4.753×α
      在上式中拥有正态分布中的2个参数,分别为:α、μ。
      2.3 统计处理需要选择多工况进行
      日常的使用过程中,因为产品具备着较多的用途化,会应用到工况所具有的差异性,机械零部件若相同,一般都会在不相同的环境下进行适当的工作流程,所以载荷的状态也会跟随其更改,针对机械构件,对每一工况中的分布概率密度函数相应求出之后,需要按照不同的工况加权系数,将符合的概率密度函数求出。例如:工况数量为m,就寿命时间而言,每一工作时间所占据的依次百分比是p1、p2、p3,……,pm,对于机械零件中的工作时间依次为t1、t2、t3,……,tm,循环数依次为n1、n2、n3,……,nm。那么在i工况的载荷循环产生的频率用公式可以表示成:
      f= i=1,2,……,m (1)
      若相应的总寿命时间是t,pi具体是每一个工况当中的对应比例值,就会在第i个工况中产生载荷的循环数,用公式表示成:

      ni= (2)
      就会将每一工况中的应力幅值或者载荷的超值累积频率,或者累积概率分布函数值得出[3]421-422。
      2.4 扩展合成累积的频数曲线
      想要将谱时间之内所累积的循环次数获取,需要将每一情况相同的累积频数相加,能够获得合成积累的频数曲线。在一般情况下,载荷的最大值就是拥有106次的累积频数中将载荷产生一次,也就是有必要将合成曲线相应的扩展成为106次的总累积频数。主要的方法主要就是让106除以在累积循环频数中所累积的最大值,继而将扩展后累积频数曲线以及扩展系数得到。
      在载荷中的幅值以及均值都属于二维的随机变量,同时两者也是互相独立存在的,其中的载荷的均值所服从的是正态分布,载荷的幅值所服从的是韦布尔分布。所以,想要求得的载荷极大值,要按照概率的密度法,能够相应的转化成幅值极大值以及每一工况的均值极大值。
      3 结语
      根据以上的论述,对概率统计方式的采用,可以确定最大载荷、计算出各级的循环次数以及载荷分级,通过matlab工具箱,应用较为简便的形式就能够将信息量最大化有所保持,从而将规范化处理载荷谱充分实现。
      参考文献:
      [1]穆志韬,徐可君,段成美.直升机疲劳载荷谱的编制方法研究[j].机械强度,2013,8(02):234-237.
      [2]毕朝锐.网架结构疲劳载荷谱的可视化研究[j].太原理工大学,2013,9(04):156-159.
      [3]陆华,陈亮.全信息代表飞行起落疲劳载荷谱编制方法研究[j].飞机设计,2013,3(07):421-422.
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  •  更新时间:2014-04-16 21:22:28  作者:佚名 [标签: 机械零件 载荷 方法 ]
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