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雨流计数法简单讲解,什么是雨流计数法

时间:2023-05-05 05:12:34 阅读:190783 作者:3847

 

1 雨流计数法

将载荷旋转90°,模仿雨流沿屋檐下落,进行循环计数,遵循以下规则:

将载荷历程看作多层屋顶,假想有雨滴沿着最大峰或者最大谷处,开始下流。起始于波谷的雨流,遇到比他更低的谷值要停止;起始dpdxbc的雨流,遇到比他更高的峰值要停止。当雨流遇到另一个雨流的时候要停止。根据雨流流动的起点和终点画出各个循环,将所有循环逐一取出来,并记录其峰谷值,对数据记录。

图1 雨流计数法示范(YouTube截图)

图中的红线和绿线模拟雨流下落,点是雨流停止。提取每个雨流的幅值和均值,并对数据记录。

2 三点雨流计数法

三点雨流计数法来源于雨流计数法,用连续的三个点判断是否形成迟滞环即可以记为1个cycle的范围。三点雨流计数法可以用于编程。连续的三点形成两条线段,根据线段的长度判断是否形成迟滞环,如果形成记为1cycle,否则记为0.5cycle。通过对图1 观察,假设连续三个点记为A、B、C,形成的线段分别是AB和BC,首先假设AB不是起始段,若AB>BC,不能形成迟滞环,则提取A、B的均值和幅值,并进行记录0.5cycle,之后将B的值给A,C的值给B,读取下一个点为C就可以下一个判断;若AB<=BC,则可以形成迟滞环,记录为1cycle,读取A、B的均值和幅值,并记录为1cycle,在这里A、B的值将要被舍弃不参与下一轮的循环,之后将C的值给A,读取两个数值B、C,进行下一步判断。当AB中包含起始点的时候,即使满足AB<BC,也只能记录为0.5cycle,且不能被舍弃。

图2 雨流计数法示范

(ASTM E1049-85(2017), "Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis." West Conshohocken, PA: ASTM International, 2011, 文章中图6)

三点雨流计数法的思路很清晰比较利于编程,但是三点计数法在开始分析之前就需要全部的载荷历程数据,所以不适用于实时计算。

图3 MATLAB中三点计数法的流程图

(Z是载荷历程最开始的的两个点形成的线段,reversal是指一个线段,X是当前线段,Y是与X相邻的前一个线段,这个与我们上面的文字解读一致,MATLAB也是根据ASTM E1049-85(2017), "Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis."中对雨流计数法的思路进行的编程)

3 简化的三点雨流计数法

ASTM E1049-85(2017), "Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis.文章中提出了一种简化的三点雨流计数法,是对载荷历程进行编辑,将全局最大的峰值或者谷值放在起始位置,但是这就要注意在拼接的时候不要出错,或者增添或者删减数据。将峰值和估值放在起始点,就不会出现起始段满足迟滞环条件,但是只能记作0.5cycle,所以只需要判断AB<=BC即可,为后面计算省了很多步骤。

图4 简化三点雨流计数法示范

(ASTM E1049-85(2017), "Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis." West Conshohocken, PA: ASTM International, 2011, 文章中图7)

 

 

 

在这里算是对三点雨流计数法进行了总结,因为刚开始只知道AB<=BC,这一个判断条件但是碰到起始段也满足这个条件困惑了好几天,所以写下来,记录一下。欢迎大家讨论。关于代码MATLAB有现成的编好的雨流计数法,用的是最原始的三点雨流计数法。

“Equivalence of four-point and three-point rainflow cycle counting algorithms”一文中表示三点预留计数法和四点预留计数法是相等的,目前还不是很理解,四点雨流计数法的判别条件不难,不知道会不会和三点雨流计数法有起始段的困扰。欢迎各位大神给与指导,或者有资料推荐。

 

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