雨流计数的快速实现方法
对“雨流计数法”介绍
对“雨流计数法”介绍雨流计数法（Rainflow counting method）是一种用于疲劳寿命预测和疲劳损伤分析的统计方法。
它通过对载荷历程数据进行处理，识别出载荷的循环次数、振幅和平均值，并统计不同振幅下的循环次数。
雨流计数法广泛应用于许多领域，如机械、航空航天、汽车工程、桥梁工程和风力发电等。
在这篇文章中，将详细介绍雨流计数法的原理、应用和计算过程。
1.雨流计数法的原理和背景疲劳是材料或结构在反复加载下逐渐发生的累积损伤。
在实际工程中，由于载荷的不断变化，对结构的疲劳寿命进行预测和分析是非常重要的。
雨流计数法是一种基于峰谷循环的疲劳分析方法，它通过将载荷历程数据进行循环切分和统计得出结构的振幅、平均值等参数，从而得到结构的疲劳损伤。
2.雨流计数法的应用领域雨流计数法被广泛应用于各个领域，如机械工程、航空航天工程、汽车工程和桥梁工程等。
在机械工程领域，雨流计数法用于预测零件的疲劳寿命，从而指导设计和维护；在航空航天工程中，雨流计数法用于分析航空器部件的疲劳损伤，评估其可靠性和安全性；在汽车工程领域，雨流计数法用于评估引擎和变速器等零部件的疲劳性能；在桥梁工程领域，雨流计数法用于分析桥梁结构的疲劳寿命，指导维护和修复工作。
3.雨流计数法的计算过程雨流计数法的计算过程可以分为循环切分和计数两个步骤。
下面将介绍每个步骤的具体操作。
3.1循环切分循环切分是将载荷历程数据切分成许多不同的循环，即找到载荷历程中的峰谷点。
切分规则如下：（1）初始点：选择载荷历程的起点作为初始点。
（2）峰值点：从初始点开始，寻找下一个大于初始点载荷的点作为峰值点。
（3）谷值点：从峰值点开始，寻找下一个小于峰值点载荷的点作为谷值点。
（4）循环结束点：从谷值点开始，寻找下一个大于谷值点载荷的点作为循环结束点。
（5）将以上得到的峰谷点作为一个循环，将循环次数、振幅和平均值记录下来。
3.2循环计数循环计数是统计不同振幅下的循环次数。
雨流计数法实例
雨流计数法实例雨流计数法是一种用于疲劳分析的方法，它能够帮助工程师预测材料在持续交变载荷下的寿命。
在现实世界中，许多结构或材料都会受到交变载荷的作用，如果不进行疲劳分析和寿命预测，就会导致结构的失效和事故的发生。
因此，雨流计数法是一个非常重要的工具，它可以帮助工程师评估材料的可靠性和安全性。
雨流计数法的原理是将复杂的交变载荷序列转化为一系列等效的交变载荷块。
通过将载荷序列分解成载荷范围和载荷平均值的组合，可以准确地计算出材料的应力历程。
然后，根据材料的疲劳性能曲线，可以计算出材料在每个载荷块下的寿命。
最后，将所有载荷块的寿命相加，就得到了整个载荷序列下的寿命。
举个例子来说明雨流计数法的应用。
假设我们需要评估一根钢梁在交变载荷下的疲劳寿命。
首先，我们需要获取钢梁所受到的载荷历程数据。
可以通过实验或者数值模拟来获取这些数据。
然后，我们可以将载荷历程数据进行处理，将其转化为一系列的载荷块。
接下来，我们需要使用材料的疲劳性能曲线来计算每个载荷块的寿命。
疲劳性能曲线是一种描述材料在不同应力水平下的寿命的曲线。
可以通过实验或者经验公式来获取这些曲线。
根据疲劳性能曲线，我们可以计算出每个载荷块的寿命。
最后，我们将所有载荷块的寿命相加，就得到了整个载荷序列下的寿命。
通过这种方式，我们可以预测出钢梁在特定载荷下的疲劳寿命。
如果计算出的寿命超过了设计要求，就需要采取相应的措施来增加结构的可靠性，比如增加材料的强度或者改变结构的形状。
除了钢梁，雨流计数法还可以应用于其他许多工程领域。
比如，它可以用于评估桥梁、飞机、汽车等结构在交变载荷下的疲劳寿命。
通过对结构的疲劳寿命进行分析，可以帮助工程师更好地设计和维护这些结构，从而提高结构的安全性和可靠性。
总之，雨流计数法是一种非常重要的工具，可以帮助工程师预测材料在持续交变载荷下的寿命。
它的原理是将复杂的载荷序列转化为一系列等效的载荷块，然后根据材料的疲劳性能曲线计算出每个载荷块的寿命，最后将所有载荷块的寿命相加得到整个载荷序列的寿命。
雨流计数法
疲劳分析中的雨流计数法这种方法的突出特点是根据所研究材料的应力-应变之间的非线性关系来进行计数，亦即把样本记录用雨流法定出一系列闭合的应力-应变滞后环。
参看图1，把应变-时间历程样本记录转过90°，时间坐标轴竖直向下，样本记录犹如一系列屋面，雨水顺着屋面往下流，故称为雨流法。
雨流法有下列规则：（ⅰ）雨流在试验记录的起点和依此在每一个峰值的内边开始，亦即从1，2，3…等尖点开始。
（ⅱ）雨流在流到峰值处（即屋檐）竖直下滴，一直流到对面有一个比开始时最大值（或最小值）更正的最大值（或更负的最小值）为止。
（ⅲ）当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨时，就停止流动。
（ⅳ）如果初始应变为拉应变，顺序的始点是拉应变最小值的点。
（ⅴ）每一雨流的水平长度是作为该应变幅值的半循环计数的.在图1中，雨流法从1点开始，该点认为是最小值。
雨流流至2点，竖直下滴到3与4点幅值间的2ˊ点，然后流到4点，最后停于比1点更负的峰值5的对应处。
得出一个从1到4的半循环。
下一个雨流从峰值2点开始，流经3点，停于4点的对面，因为4点是比开始的2点具有更正的最大值，得出一个半循环2-3。
第三个流动从3点开始，因为遇到由2点滴下的雨流，所以终止于2ˊ点，得出半循环3-2ˊ。
这样，3-2和2-3就形成了一个闭合的应力-应变回路环，它们配成一个完全的循环2′-3-2。
下一个雨流从峰值4开始，流经5点，竖直下滴到6和7之间的5ˊ点，继续往下流，再从7点竖直下滴到峰值10的对面，因为10点比4点具有更正的最大值。
得出半循环4-5-7。
第五个流动从5点开始，流到6点，竖直下滴，终止于7点的对面，因为7点比5点具有更负的极小值。
取出半循环5-6。
第六个流动从6点开始，因为遇到由5点滴下的雨滴，所以流到5ˊ点终止。
半循环6-5与5-6配成一个完全循环5ˊ-6-5，取出5ˊ-6-5。
第七个流动从7点开始，经过8点，下落到9-10线上的8ˊ点，然后到最后的峰值10，取出半循环7-8-10。
对“雨流计数法”介绍
雨流计数法简介0、前言机械的疲劳失效是机械失效的主要失效方式,因此对机械失效的主要研究是机械疲劳失效. 目前, 机械疲劳失效的研究有两个方面: 一是根据求出的载荷谱来确定加载程序在试验室或者试验台上对机械进行疲劳试验, 得出机械(材料)在该工况下的实际寿命; 二是根据机械(材料)的特性与载荷谱并且用Miner 准则来估计机械的疲劳寿命. 无论是做疲劳试验还是估计疲劳寿命, 载荷谱的统计都是问题的关键[1]。
1、雨流计数法简介雨流计数法又可称为“塔顶法”,是由英国的Matsuiski和Endo 两位工程师提出的, 距今已有50 多年。
雨流计数法主要用于工程界, 特别在疲劳寿命计算中运用非常广泛。
由来请参看图1, 把应变-时间历程数据记录转过90°,时间坐标轴竖直向下, 数据记录犹如一系列屋面, 雨水顺着屋面往下流, 故称为雨流计数法[2]。
雨流计数法的基本原理[3]如图1所示, 第一个雨流自0点处第一个谷的内侧流下, 从1点落1’后流至5, 然后下落。
第二个雨流从峰1点内侧流至2点落下, 由于1点的峰值低于5点的峰值,故停止。
第三个雨流自谷2点的内侧流到3, 自3点落下至3’ , 流到1’处碰上上面屋顶流下的雨流而停止。
如此下去, 可以得到如下的计数循环块:3-4-3’、1-2-1’、6-7- 6’、8-9- 8’、11-12-11、13-14-13’和12-15-12’。
雨流计数的基本流程如下。
(1) 根据采样定理作数据采集，得到时间历程记录，若截止频率为f c，则采样间隔Δt≤1/ 2f c(2) 根据连续的3个采样数据，删除既不是峰值也不是谷值的数据点，将时间历程记录转化为峰谷值序列。
(3) 针对峰谷值序列采用4点法雨流计数原则进行雨流计数，计数条件如下。
①如果A>B；B≥D；C≤A，记录一个循环 (全波) BCB′，如图 2 所示。
得到范围值S range＝|B -C|幅值S a＝|B -C|/ 2平均值S m＝(B +C)/ 2②如果A <B；B≤D；C≥A，记录一个循环(全波) BCB′，如图 3 所示。
雨流计数法及其在程序中的具体实现
雨流计数法及其在程序中的具体实现董乐义,罗俊,程礼(西安空军工程大学工程学院,陕西西安710038) 摘 要:根据雨流计数法的规则和在实际中应用的体会,介绍了雨流计数法在程序中实现的具体方法。
它适合用各种语言编写,在计取循环数时采用的“四点法”使程序的实现比用其他方法更加准确可靠,简单明了。
关键词:计数法;程序;循环中图分类号:T P 31111;T P 30116 文献标识码:A 文章编号:100226061(2004)0320038203Ra i n Flow Coun tM ethod and Its Rea l iza tion i n Programm i ngDON G L e 2y i ,LU O J un ,CH EN G L i(A irfo rce and Engine D epartm ent of Engineering Co llege of A irfo rce Engineering U niversity,X i’an 710038,Ch ina )Abstract :A cco rd ing to the ru les of the ra in 2fl ow coun t m ethod and the exp eriences in p ractice ,th is a rticle in troduces the m ethod to rea lize the ra in 2fl ow coun t in the p rog ramm ing .It can be com p iled inva ri ou s com p u ter languages .A nd the “Fou r 2po in ts m ethod ”u sed in coun ting the l oop num ber can m akethe rea liza ti on of p rog ram m o re reliab le ,si m p le and clea r than o ther m ethod s.Key words :coun t m ethod ;p rog ram ;l oop收稿日期:2003210228作者简介:董乐义(19742),在读研究生,专业方向为航空发动机可靠性与使用寿命研究。
matlab雨流计数法简单讲解
在工程中，特别是机械结构、航空航天等领域，在对应力、载荷进行疲劳分析时，雨流计数法是一种常用的方法。
这种方法可以有效地对载荷数据进行处理，得到疲劳载荷的循环次数，从而进行疲劳寿命的预测。
1. 什么是雨流计数法？雨流计数法是一种用来对载荷数据进行疲劳分析的方法。
它可以将连续的载荷数据序列转换为一系列载荷循环，然后对这些循环进行统计分析。
通过这种方法，我们可以得到载荷循环的幅值和次数，从而可以进一步进行疲劳寿命的预测和分析。
2. 雨流计数法的基本原理雨流计数法的基本原理是将载荷数据序列分解成一系列循环载荷，然后对这些循环进行统计。
在实际应用中，通常使用峰谷识别法来检测载荷数据中的峰值和谷值，然后根据这些峰值和谷值来进行载荷循环的划分。
可以根据载荷循环的幅值和次数进行统计分析，得到疲劳载荷的循环次数。
3. 雨流计数法的优点和局限性雨流计数法的优点在于可以较为准确地对载荷数据进行处理，得到疲劳载荷的循环次数，从而进行疲劳寿命的预测。
但是，这种方法也存在一定的局限性，例如在处理复杂载荷时，可能会出现较大的误差，需要进行一定的修正和优化。
4. 我对雨流计数法的个人观点和理解在我看来，雨流计数法是一种简单而有效的方法，在工程实践中具有广泛的应用前景。
通过对载荷数据进行分解和统计，我们可以更好地理解载荷对结构疲劳寿命的影响，从而有针对性地进行疲劳设计和分析。
但是，在实际应用中，我们也需要注意方法的局限性，结合具体情况进行合理的选择和修正。
总结回顾：通过本文的讲解，我们了解了雨流计数法的基本原理和应用。
这种方法可以帮助我们对载荷数据进行处理，得到疲劳载荷的循环次数，从而进行疲劳寿命的预测和分析。
在工程实践中，雨流计数法具有重要的意义，但同时也需要注意其局限性，进行合理的修正和优化。
希望通过本文的讲解，读者对雨流计数法有了更深入的了解。
在此，我为您撰写了一篇有关“matlab雨流计数法简单讲解”的文章，希望能够对您有所帮助。
雨流计数法原理
雨流计数法原理
雨流计数法：
1．什么是雨流计数法？
雨流计数法是一种水文学观测方法，主要用来统计河水或雨水流量，帮助研究调查降水、水（或雨）汇、水位、湖泊变化，以及供水、排污、地表面水循环等的变化情况。
2．原理介绍
雨流计数法的原理就是在河道中设置检测站或流量检测回路，将到达检测站的流量折合成静态水位，从而统计测量水位及流量。
通常这种方法是采用雨流量计安装在墙壁上，当流水流过时会被探测器检测，并产生数字信号，随后表达出实际的流量数据，而这些数据会被统计分析，以便理解河道或坑塘洪水的变化状况。
3．应用范围
雨流计数法是应用广泛的水文学观测方法，主要用于：
（1）供水工程中的供水量检测，主要检测能源汇流影响的蓄水工程的
实际取水量；
（2）应急管理中的洪水报警，用于调查水域洪涝灾害的发生情况；
（3）水文勘测中的水量计算，可以辅助水文勘测人员更好地分析水位
变化数据；
（4）水资源综合调查与控制中量化河流水量，确定河流出流控制措施；
（5）水利规划中河流水利设施有效性评价，及河流水利改造方案的研
究调查。
4．优点及局限性
（1）优点：
a.测量速度快，可随时获取实时数据；
b.测量成本较低；
c.流量计量精度高，容旧程度高；
d.测量结果准确可靠，具有较强的客观性。
（2）局限性：
a.对不同流量环境应用有限，只能测量弱流量；
b.对回流复流效应不敏感；
c.为实现多点联网和远程传输，需要更加完善的购置和部署方案。
雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法
（２）雨流依次从每个峰 （或谷）的内侧向下 流，在下一个 峰 （或 谷 ）处 落 下，直 到 对 面 有 一 个 比起点更高的峰值（或更低的谷值）停止；
第 ３５卷第 ４期，２０１８年 压 力 容 器 总第 ３０５期
以安全注入系统（ＲＩＳ）一段一级辅助管道为 分析对象，详细介绍雨 流 计 数 法 在 ＰＩＰＥＳＴＲＥＳＳ 软件中的实现方法。 ２．１ 计算模型
分析模型如图 ２所示。
图 ２ 计算模型
瞬态 发生 编号 次数
瞬态描述
对应的 ＬＯＡＤＳＥＴ编号
系统备 用 状 态 下，系 统隔 离 阀 与 反 应 堆 Ｔ１ ２６３４０ 冷却 剂 系 统 （ＲＣＰ） 之间 的 管 道 承 受 的 瞬态与 ＲＣＰ一致
１ 雨流计数法基本原理
雨流计数 法 （又 叫 塔 顶 法 ）是 目 前 在 疲 劳 设 计和疲劳试验中应用最广泛的、建立在对封闭的 应力 －应变迟滞回线逐个计数的基础上的一种计 数方法，因此，该方法能够比较全面地反映随机载 荷的全过程。由载荷 －时间历程得到的应力 －应
·５０·
变迟滞回线与造成的疲劳损伤是等效的，因此，工 程界认为雨流计数法反映了材料的应力 －应变行 为。雨 Ｍｅｉ－ｐｉｎｇ，ＬＩＵ Ｘｕｅ－ｌｉｎ，ＰＡＮ Ｌｉｕ （ＣｈｉｎａＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ），Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒａｉｎｆｌｏｗｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｆｏｒｆａｔｉｇｕｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｆａｔｉｇｕｅｅｖａｌｕａ ｔｉｏｎｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｅａｎｄｃｏｕｎｔｉｎｇｒｕｌｅｏｆｔｈｅｒａｉｎｆｌｏｗｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｂｙｔａｋ ｉｎｇｔｈｅｎｕｃｌｅａｒａｕｘｉｌｉａｒｙｐｉｐｅｏｆａｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｈａｎｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅ ｐｉｐｅｕｎｄｅｒｅａｃｈｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｏａｄ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｏａｄ，ｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌｌｏａｄ，ｅｔｃ．ｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｄｉｃａｔｅｄａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｆｏｒｐｉｐｅｍｅｃｈａｎｉｃｓＰＩＰＥＳ ＴＲＥＳＳｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｐｅｃｉｆｙｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｒａｉｎｆｌｏｗｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎＰＩＰＥＳＴＲＥＳＳ，ａｎｄ ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｆａｔｉｇｕｅｕｓａｇｅｆａｃｔｏｒｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈＳ－Ｎ ｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓｏａｓｔｏｐｅｒｆｏｒｍ ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｉｎｆｌｏｗｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｎｕｃｌｅａｒａｕｘｉｌｉａｒｙｐｉｐｅ；ｆａｔｉｇｕｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｕｓａｇｅｆａｃｔｏｒ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 5) 判定中 B 有几个点, 若为 3个, 则取出一个
循环, 其幅 值为: Sa =
A (1) - A ( 0) 2
, 均值为:
Sm
=
A
(
1)
+ 2
A
(
0)
,
计数完毕;
反之,
则将
B
中的点
全部读入 A , 清空 B , 并转 ( 1) , 重新从头开始进行
雨流计数, 直至计数完毕。 需要注意的是, 以上过程中对 B 读入数据都是
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。
关键词 雨流计数 载荷时间历程 循环 疲劳
中图法分类号 V 215. 5; O 346. 2;
文献标志 码 A
雨流计数法最初是由 M a tsu ish i和 Endo 等在考 虑了材 料应力 应变行 为而提 出的 一种 计数 方法。 该法认为塑性的存在是疲劳损伤的必要条件, 并且 塑性性质表现为应力 - 应变的迟滞回 线 [ 1] 。在计 数时以完整的循环为疲劳损伤的标志, 假定大变程 所引起的损伤不为小的迟滞回线截断所影响, 将构 成小迟滞回线的较小循环从整个应变 时间历程中 依次取出, 从而得到与变幅循环载荷作用下的应力 应变相应相一致的循环 计数结果。与 其他计数法 相比, 该方法更为简单准确, 因而得到 了广泛的应 用与研究。
2008 年 3月 19 日收到 第一作者简介: 周 俊 ( 1985 ) , 男, 硕士 研究生。研 究方向: 为固 体力学, 复合材料疲劳性能。 E-m ai:l zjyounger@ 163. com。
将这 7种峰谷值形式综合起来便能得到对 4个
连续的峰谷值点 P1 , P 2 , P3 , P 4 进行雨流计数的 判定条件为:
进行雨流计数。使用本文的方 法对该载荷时 间历 程进行雨流计数, 最终 得到了 278475 个完整的 循 环。以幅值和均值为参数的计数结果如表 1 所示。 整个计数过程用时较少, 具有较高的计数效率。
表 1 雨流计数结果 (横轴 - 幅值 /M P a, 纵轴 - 均值 /M P a) 单位: 次
流计数进行前必须对其中的非峰谷值点进行去除。
对载荷时间 历程中的非峰 谷值点进行去 除分
两步来进行, 先是将 其中的连续等值 点的去除, 只
保留其中一个点, 然后再将剩下的非峰谷值点进行
去除。对某个点是否是峰谷值点的判定, 这里采取
的是将该点与前后点分别作差, 通过判定两个差的
符号是否相同来 实现的。对去 除连续等值点 之后
2) 使用四峰谷值计数判定条件进行雨流计数 时, 计数判定点的选取遵循 单向选取、循环进行的 原则, 降低了雨流计数实现的复杂性;
3) 将待处理的数据与需要保留的数据分开存 放可以避免数据反复移位, 大大提高处理效率;
4) 2, 3两种处理方法可相互促进, 同时采用这 两种处理方法能够在降低程序实现复 杂性的同时
空学报, 1996; 17( 3) : 297 301 5 K hosrovan ch A K, D ow ling N E. Fat igue load ing h istory recon struction
based on th e ra in-flow techn ique. International Jou rnal of Fat igu e, 1990; 12 ( 2) : 99 106
第 8卷 第 13期 2008年 7月 1671- 1819( 2008) 13- 3544- 05
交通运输
科学技术与工程
Sc ience T echnology and Eng ineer ing
V o.l 8 N o. 13 July 2008 2008 Sc.i T ech. Engng.
雨流计数的快速实现方法
则循环提取的具体过程如下: ( 1) 将 A 中的第一点读入 B, 并令 m = 2, n = 0;
( 2) 以 B ( n - 1), A (m - 1), A (m ), A (m + 1) 4
个点来进 行 雨流 计 数的 判定。计 算相 邻 点之 差:
Y1 = | A (m - 1) - B ( n - 1) |, Y2 = | A (m ) -
的非首尾点 P i , 若有
(P i - P i- 1 ) (P i - Pi+ 1 ) < 0
( 2)
成立, 则认 为该 点为非 峰谷 值点, 应 将该 点去除。
对于首尾 点, 直 接 认 定其 为 峰 谷值 点, 不 再 进 行
判定。
考虑到载荷时间历程的数据量可能会比较大,
在去除处理时可将待处理数 据和需保留数据 分开
9 254 663 2 146 3 523 340 163 142 179
0
16. 5636
2 46 120 191 214 16 17 30 29
0
22. 0848
0 4 11 5 11 0 1 2 3 0
27. 606
0 1 1 0 2 0 0 0 0 0
33. 1272 38. 6484 44. 1696 49. 6908
存放, 这样在去除处理时就不用进行耗时的数组移
位工作, 从而大大提高处理效率。
2. 2 载荷时间历程的调整
计数前除了要对非峰谷值点进行去除之外, 还
得对载荷时间历程进行调整, 使其满足峰谷值点个
数为奇数且首尾 同为最高峰或者 同为最低谷。经
过这样的调整处理后, 在计数过程中不再需要对载
荷时间历程进行重新调整, 并且计数得到的都是完
2 四峰谷值雨流计数的快速实现
采用四峰谷值雨 流计数法对载荷 时间历程进 行载荷循环计数一般需要经过非峰谷值点的去除、 载荷时间历程的调整和循环的提取 3个步骤。 2. 1 非峰谷值点的去除
雨流计数法处理的是峰谷值依次出现的数据, 而在进行疲劳强度分析时所给出的载 荷时间历程
一般都是仪器记录或者动力学仿真结果, 因此在雨
A (m - 1) |, Y3 = | A (m + 1) - A (m ) | ;
( 3) 若有: Y1 - Y2 0且 Y3 - Y2 0成立, 则取
出一个循环, 其幅值为: Sa =
A (m ) - A (m - 1) 2
,均
值为:
Sm
= A (m)
+ A (m 2
1) , 并令 m
=m+
2; 反之,
指顺序读入。假设调整后的载 荷时间历程峰 谷值 点总量为 C , 则以上循环提取过程的流程图如图 3 所示:
图 3 循环提取流程图
13 期Βιβλιοθήκη 周 俊, 等: 雨流计数的快速实现方法
35 47
3 算例
对某飞行器接头 进行疲劳强度分 析时需要对 有 1321800个数据点的载荷 ( 名义应力 ) 时间历程
1 高 镇 同, 熊峻 江. 疲 劳 可靠 性. 北 京: 北 京航 空 航 天 大 学出 版 社, 2000
2 陈传尧. 疲劳与断裂. 武汉: 华中科技大学出版社, 2002 3 阎楚良, 卓宁生, 高镇同. 雨流法实 时计数模 型. 北京航空 航天大
学学报, 1998; 24( 5) : 623 624 4 熊峻江, 高镇同. 雨流-回线法 及二维疲 劳载荷分 布假设 检验. 航
历程从该点处截断, 将左段的起点与右段的末点对
接, 使新的载荷时间历程首尾皆 为最高波峰 ( 最低
波谷 ) 点。
由于在实际 工程应用中采 样点数量一般 会较
大, 因此对载荷时间历程作以上调整对最终的结果
影响非常小。
35 46
科学技术与工程
8卷
2. 3 循环的提取
使用四峰谷值雨 流计数判定条件 进行循环提
Sm Sa 45. 4996
5. 5212 26
51. 706 2
484
57. 912 8 4 477
64. 119 4 59 185
70. 325 9 185 883
76. 532 5 17 760
82. 739 1 1 239
88. 945 7
522
95. 152 2
738
101. 359
33
11. 0424
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
55. 212
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
4 结论
明显提高雨流计数效率。
参考文 献
1) 计数前对载荷时间历程进行调整, 使其最高 波峰或者最低波谷处于峰谷序列的首尾, 可以使载 荷时间历程一次性被全部雨流计数完毕, 得到一系 列的全循环;
增加载荷时间历程的数据容量, 将能更好地反 映结构在工作时所承受载荷, 从而大大提高结构疲 劳强度分析的准确性。然而这将面对一个新问题, 那就是如何准确快速地对大幅增加了 数据量的载 荷时间历程实现雨流计 数。尽管现有 的关雨流计 数法的文献很多, 对这个问 题, 现有的 文献所做的 讨论却非常有限。本 文以四峰谷值雨 流计数法为 基础, 介绍了雨流计数的快速实现方法。
毕。这种处理方法使 得雨流计数判定 只向一个方
向进行, 避免回退取点来进行计数判定的情况的出
现, 降低了程序实现的复杂性。
与去除非峰谷值点时类似, 在提取循环时将待 计数的峰谷值序列与计数保留下来的 峰谷值序列