02-疲劳载荷谱处理
ncode载荷谱处理
ncode载荷谱处理
在工程学和结构设计领域，载荷谱（load spectrum）是指一组描述结构物体受到的载荷变化情况的数据。
而在进行nCode载荷谱处理时，通常是指使用nCode软件对载荷谱数据进行处理和分析。
nCode是一种专业的工程分析软件，广泛用于进行疲劳、耐久性和结构可靠性分析。
在进行载荷谱处理时，nCode软件可以用于对复杂载荷谱数据进行提取、分析、转换和后处理，以便工程师能够更好地理解结构在复杂载荷作用下的行为和性能。
载荷谱处理包括对载荷谱数据的多种操作和分析，其中可能包括以下几个方面：
1. 数据提取和处理：nCode软件可以用于从实验数据或模拟数据中提取载荷谱，并对其进行预处理，包括数据清理、修正和校准等操作。
2. 载荷谱分析：nCode可以进行载荷谱的频域分析、时域分析、统计分析等，以获取载荷谱的频率特性、时间特性和统计特性。
3. 载荷谱转换：nCode可以对载荷谱进行转换和修正，比如进行滤波、合并、分割、平移、缩放等操作，以便进行不同条件下的对比和分析。
4. 结构响应预测：基于载荷谱数据，nCode可以进行结构响应的预测和分析，帮助工程师评估结构在不同载荷作用下的疲劳寿命和可靠性。
在扩展说明方面，载荷谱处理和分析是结构设计和工程可靠性
分析中非常重要的一部分，特别是在疲劳寿命评估和结构可靠性分析中发挥着关键作用。
nCode软件作为专业的工程分析软件，对于进行复杂载荷谱数据的处理和分析具有重要意义，可以帮助工程师更好地理解结构在实际工作条件下的性能和行为，从而指导工程设计和结构改进。
通过对nCode载荷谱处理和分析的深入了解和探讨，可以更好地应用这一工具进行工程实践，提高结构设计的可靠性和安全性。
Msc.Fatigue疲劳分析实例指导教程
第三章疲劳载荷谱的统计处理3.1 疲劳载荷谱的统计处理理论基础3.1.1 数字化滤波频率分析的典型参量是功率谱密度（PSD），如像确定频率为4Hz对应的幅值的均方根值，只需要求取功率谱密度下对应的3.5-4Hz之间的面积。
3.1.2 雨流计数法循环计数法：将不规则的随机载荷-时间历程，转化为一系列循环的方法。
3.2 数据的导入与显示（1）新建：File>New（2）导入：Tools>Fatigue Utilities>File Conversion Utilities>Covert ASCII.dac to Binary...>Single Channel（设置，注意Header Lines to skip要跳过的行数）>exit（3）查看：Tools>Fatigue Utilities>Graphic Display>Quick Look Display1）放大：View>Window X，输入X的最值2）读取：①左击任何位置，状态栏显示②数据轨迹：Display>Track3）显示数据点：Display>Join Points；显示实线图：Display>Join4）网格和可选坐标轴：Axes>Axes Type/Grid5）显示某段时间信号的统计信息：Display>Wstats，放大3.3 数字滤波去除电压干扰信号（1）载荷时间历程的PSD分析1）File>New2）Tools>Fatigue Utilities>Advanced Load Utilities>Auto Spectral density（2）信号的滤波1）Tools>Fatigue Utilites>Advanced Load Utilities>Fast Fourier Filtering2）比较滤波前后结果：Tools>Fatigue Utilities>Graphic Display>Multi-file Display（3）滤波稳定性检查：比较前后PSD，多文件叠加显示第四章应力疲劳分析4.2 载荷谱块的创建与疲劳寿命计算（1）创建载荷谱块：Tools>Fatigur Utility>Load Management>Add an Entry>Block program （2）疲劳分析：Tools>Fatigue Utilities>Advanced fatigue utilities>选方法4.3 零部件疲劳分析（1）导入有限元模型及应力结果：工具栏Import>Action、Object、Method，查看Results （2）疲劳分析1）设置疲劳分析方法：工具栏Analysis，设置2）设置疲劳载荷①创建载荷时间历程文件Loading info>Time History Manager②将有限元分析工况与时间载荷关联：Loading Info>Load case空白>Get/Filte result...3）设置材料的疲劳特性：Material info>Materials Database Manager>create...4）求解：Solution Params5）疲劳分析：Job Control6）查看寿命结果云图：Import Fatigue Result...>Action:Read results>工具栏Results查看7）寿命列表显示：Import Fatigue Result...>Action:List Results...>most damaged nodes （3）优化设计：Import Fatigue Results...>Action:Optimize....1）参数优化：Parameter optimization>Scaling factor>Recalculate2）材料优化：Material Optimization...>Recalculate3）灵敏度分析：Sensitivity analysis>Scaling factor比例因子....4）灵敏度分析结果：results Display>Sensitivity plot第五章应变疲劳分析5.2 考虑残余应力的应变疲劳分析（1）导入有限元模型和应力分析结果（2）先不考虑残余应力的疲劳分析（3）考虑残余应力的疲劳分析1）设置疲劳分析方法：保留Material Info和Solution Params...的设置2）定义残余应力：Loading Info..>Static Load Case:2，单击enter。
机械零件疲劳载荷谱的方法研究
机械零件疲劳载荷谱的方法研究作者：宋俊岭王波宋刚来源：《中国科技纵横》2014年第01期【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。
绘制概率图方面，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。
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。
可是，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。
货车车体疲劳载荷谱的编制及验证
枕梁 腹板与端梁上盖板连接处 枕梁 补强板 1 与中梁、枕梁下盖板连接区域 枕梁 补强板 1 与中梁下盖板连接处 枕梁 补强板 1 与中梁下盖板连接处 枕梁 补强板 2 与中梁下盖板连接处
郑小艳 ( 1983- ) 女 , 湖北荆门人 , 硕士生 ( 收稿日期 : 2007- 10- 18)
第 28 卷第 3 期 2008年6月 文章编号 : 1008- 7842 ( 2008) 03- 0011- 03
铁道机车车辆 RAILWAY LOCOMOTIVE & CAR
Vol 28 No 3 Jun 2008
货车车体疲劳载荷谱的编制及验证
郑小艳, 谢基龙 ( 北京交通大学
摘 要
机械与电子控制工程学院 , 北京 100044)
( 3) 应力谱损伤计算 根据车体应力测试结果, 选取 5 个大应力部位测 点, 其测点号为: 4、 8、12、13、26, 参见图 3。应力 谱的疲劳损伤计算方法与载荷谱的损伤计算方法类似。 车体应力谱损伤计算结果见表 3 。 ( 4) 损伤计算结果分析 测点应力谱及载荷谱的损伤计算结果见表 3。 由表 3 的损伤计算结果可以看出 , 垂向载荷谱与 侧滚载荷谱对挑选的测点不产生损伤 , 这主要是因为 这些测点的测试方向大都是纵向 , 因而只有纵向载荷 谱对这些测点有损伤。图 5~ 7 分别为列车起动时测点 12 的应力、第 5 断面的车钩力以及心盘载荷情况。波 形显示车钩力与测点 12 应力的变化规律非常相似 , 但 心盘垂向载荷变化与测点 12 的应力变化不相关, 这也 说明了车钩力对测试的测点损伤起着主要作用。 由测点位置可以看出, 这些测点受纵向载荷和心 盘载荷的影响较大 , 所以本文不考虑扭转载荷的影响。 结果显示 , 分力谱累积损伤与应力谱损伤的结果有一 定的可比性, 根据应力谱计算的损伤约是分力谱计算
载荷谱文档
载荷谱1. 载荷谱的定义载荷谱是指描述物体或结构所受到的力、力矩、压力等载荷在一定时间内的变化规律。
它是工程领域中重要的参数，用于分析和设计各种结构的性能和安全性。
载荷谱可以用于疲劳分析、结构优化设计、可靠性评估等方面。
2. 载荷谱的分类2.1 静载荷谱静载荷谱是指物体或结构所承受的常数或变化缓慢的载荷，例如常重荷载、自重荷载等。
静载荷谱可以通过工程规范、设计要求或实测得到。
2.2 疲劳载荷谱疲劳载荷谱是指物体或结构所承受的反复变化的载荷。
疲劳载荷谱通常由实际工况中获取的载荷数据统计得到，例如车辆行驶时的颠簸、波浪作用等。
2.3 冲击载荷谱冲击载荷谱是指物体或结构所承受的短暂而强烈的载荷，通常是突发事件引起的。
冲击载荷谱可以用于分析结构的抗冲击能力，例如地震、爆炸等。
3. 载荷谱的测量与分析3.1 载荷传感器为了获得准确的载荷数据，需要使用载荷传感器对物体或结构进行测量。
常见的载荷传感器包括应变片、力传感器、加速度传感器等。
这些传感器可以将物理载荷转化为电信号，并通过数据采集系统进行记录和分析。
3.2 载荷谱分析方法载荷谱分析方法包括频域分析和时域分析两种。
•频域分析是将载荷信号转换为频域表示，通过傅立叶变换将信号分解为不同频率成分。
常用的频域分析方法有傅立叶变换、功率谱密度分析等。
•时域分析是以时间为基准，直接观察和分析载荷信号的时变特征。
常用的时域分析方法有波形分析、峰值分析、时序分析等。
4. 载荷谱的应用载荷谱在工程领域中有着广泛的应用。
•在机械工程中，载荷谱可用于确定机械零部件的使用寿命和可靠性，优化设计和材料选用。
•在航空航天领域，载荷谱可以用于分析飞机在不同飞行阶段和工况下的受力情况，评估结构疲劳损伤和飞行安全性。
•在建筑工程中，载荷谱可以用于评估建筑物在地震、风吹等自然灾害和人员活动下的承载能力和稳定性。
•在汽车工程中，载荷谱可以用于评估车辆在不同路况和行驶速度下的受力情况，指导车身设计和悬挂系统调校。
7_飞机结构疲劳设计(二)
（3） 疲劳寿命估算方法分类 估算疲劳寿命的方法可分为名义应力法和局部应力应变法。名义应力法是最早形成的抗疲劳设计方法，它 以材料或构件的S-N曲线为基础，对照试件或结构疲劳 危险部位的应力集中系数和名义应力，结合疲劳损伤累 积理论，校核疲劳强度或计算疲劳寿命。局部应力-应 变法是一种较新的疲劳寿命估算方法，它以材料或构件 的循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线为基础，将构件 上的名义应力谱转换成危险部位的局部应力应变谱，结 合疲劳损伤累积理论，进行疲劳寿命估算，主要应用于 高应力、低循环疲劳(低周疲劳)寿命的估算。对于一些 具有良好设计传统的设计、制造单位，也可采用类比法， 即利用已知寿命的部件，通过类比原理来确定未知部件 的寿命，但这需要原有经验和资料数据的积累。疲劳寿 命估算方法的分类如下：
2）计算应变谱
得到载荷变程Δ P(或名义应力变程Δ S)之后，就可 以从载荷谱(或名义应力谱)计算局部应变谱。其具体 步骤有： (1) 确定加载过程中的局部应力—应变过程 (2) 确定卸载过程的局部应力—应变过程 (3) 计算记忆效应的加载局部应力—应变过程
3) 计算载荷谱造成的损伤
按照 Miner 线性累积损伤理论，载荷对疲劳危险部位造成的损伤为每一个 疲劳应变循环所造成的损伤的和。 计算各疲劳应变循环造成的损伤的步骤如下。 式中 m —材料常数。 1. 计算每一个疲劳应变循环造成的疲劳损伤 从 -N 曲线上查找对应疲劳应变循环幅值的疲劳寿命 N fi ，则对于完全疲 劳应变循环，造成的损伤为
(2) 无裂纹寿命的地位 在全寿命中，无裂纹寿命和裂纹扩展寿命所占 的比重各是多大，谁是主要的，还是平分秋色， 这同结构形式、载荷条件、环境、材料等因素 有关。例如，对于疲劳试验中的标准小试件(一 般直径为6mm~10mm)，试验中一旦出现裂纹， 则很快就会断裂。这说明该试件裂纹形成寿命 是主要的，而裂纹扩展寿命所占的比例则很小， 甚至可以忽略不计。可是，对带有缺陷的板材 的试验则不同，裂纹扩展寿命所占的比例比较 大，约占1/2，甚至更大。但是，随着冶金技术、 加工工艺水平、无损探伤技术的不断提高，在 结构的关键部位、危险的方向上确保无明显初 始裂纹(缺陷)的存在，既是必要的，也是可能 的。这样，结构的无裂纹寿命所占的比例必然 会提高。因此，对于飞机结构，考虑其无裂纹 寿命是必要的。
铁路货车车体载荷谱测试及疲劳强度评价
根据数据处理和分析结果，对铁路 货车车体的疲劳强度进行评估，给 出评估报告和建议措施。
04
铁路货车车体载荷谱测试 及疲劳强度评价结果
结果概述
成功获取了铁路货车车体的载荷 谱数据，包括运行过程中的动态
载荷和静态载荷。
通过测试和分析，确定了车体结 构疲劳强度的薄弱环节和易损部
位。
与国内外同类车型相比，该铁路 货车车体的载荷谱测试及疲劳强 度评价结果处于行业领先水平。
针对铁路货车车体载荷谱测试及疲劳强度评价的研究，有助于提高货车的可靠性 和安全性，降低事故风险。
研究内容与方法
研究内容
研究铁路货车车体的载荷谱测试，分析车体的疲劳强度，探讨载荷谱与疲劳强 度之间的关系。
研究方法
采用实验测试和数值模拟相结合的方法，对铁路货车车体进行载荷谱测试，利 用有限元分析软件对车体结构进行疲劳强度分析。
根据铁路货车车体的实际运行工况和载荷谱，制定相应的疲劳强度标准，包括最大应力、最小应力、 交变应力幅等指标。
评价过程与数据分析
载荷谱数据采集
通过铁路货车车体载荷谱测试 系统，采集车体在实际运行中 的载荷数据，包括垂向载荷、
横向载荷、纵向载荷等。
数据处理与分析
对采集的载荷数据进行处理和分析 ，提取出关键部位的应力谱，结合 疲劳强度标准进行评估。
结果分析与讨论
对获取的载荷谱数据 进行了细致的分析， 包括最大应力、应变 、疲劳寿命等参数， 并绘制了相应的曲线 图和表格。
根据分析结果，对车 体结构的疲劳强度进 行了评估，采用了多 种疲劳分析方法，如 雨流计数法、Miner 线性累积损伤准则等 。
通过与国内外同类车 型的比较，发现该铁 路货车车体在某些部 位的疲劳强度存在一 定差距，需要进行改 进和优化。
钛合金材料高低周复合疲劳试验分析及载荷谱处理技术
南京航空航天大学硕士学位论文
图表目录
图 1.1 Kitagawa 示意图 .................................................................................................................4 图 1.2 论文技术路线简图.............................................................................................................6 图 2.1 疲劳载荷形式分类.............................................................................................................8 图 2.3 不同应力比下的应力循环 .................................................................................................9 图 2.4 转子叶片疲劳破坏断口...................................................................................................10 图 2.5 延性金属中的滑移........................................................................................................... 11 图 2.6 裂纹扩展二阶段...............................................................................................................12 图 2.7 塑性钝化过程...................................................................................................................12 图 2.8 S-N 曲线 ............................................................................................................................13 图 2.9