機(jī)械零件疲勞載荷譜的方法研究

摘 要：在疲勞壽命估計(jì)的評(píng)估與機(jī)械設(shè)計(jì)方面，最為重要的基礎(chǔ)就是機(jī)械零件疲勞載荷譜的系統(tǒng)編制，同時(shí)也成為了較為重要的憑證。本文針對(duì)疲勞載荷開(kāi)展細(xì)致的統(tǒng)計(jì)處理?xiàng)l件下，通過(guò)零均值轉(zhuǎn)化的公式以及雙參數(shù)的雨流計(jì)數(shù)法實(shí)行了妥善的處理方式，解決了非零均值所存在的不利影響，將幅值和均值的影響得出，從而將機(jī)械零件疲勞載荷譜的方法得出，希望得到一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；疲勞載荷譜；方法研究

在零部件中所具備的隨機(jī)疲勞載荷以及相應(yīng)的應(yīng)力需要對(duì)其明確，因?yàn)槠谳d荷一般具備著隨機(jī)性、周期性以及時(shí)變性等，因此逐漸的凸顯出復(fù)雜性，那么在一定程度上需要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

一、數(shù)據(jù)處理載荷譜

1、分析等效應(yīng)力幅的概率分布函數(shù)

在幅值頻次的相關(guān)統(tǒng)計(jì)表當(dāng)中，將數(shù)據(jù)的分布函數(shù)獲取，所進(jìn)行的數(shù)理統(tǒng)計(jì)當(dāng)中，就是所謂的統(tǒng)計(jì)推斷。在一般情況下對(duì)參數(shù)的求解，會(huì)使用概率圖的方式。繪制概率圖方面，一定要進(jìn)行在概率紙中，若使用人工的繪制方式通常是較為吃力的，可是在Matlab當(dāng)中主要給予了韋布爾概率和正態(tài)概率圖。通過(guò)wblplot（x）或者weibplot（x）命令，將韋布爾概率圖有效繪制。命令當(dāng)中的x是樣本中主要的數(shù)據(jù)向量。

2、載荷譜的無(wú)效幅值以及雨流計(jì)數(shù)法的舍棄

存在疲勞損傷構(gòu)件在于，應(yīng)力循環(huán)以及應(yīng)力幅值的次數(shù)，簡(jiǎn)化隨機(jī)的載荷時(shí)間歷程為半循環(huán)或者全循環(huán)的過(guò)程，就稱作計(jì)數(shù)法。現(xiàn)階段，所實(shí)施的計(jì)數(shù)法在統(tǒng)計(jì)的角度上進(jìn)行分析，能夠分成雙參數(shù)、單參數(shù)。所涉及到的雨流計(jì)數(shù)法，在當(dāng)下是非常合理的雙參數(shù)技術(shù)方法，因?yàn)樵趯?shí)際載荷以及技術(shù)原理上，都能夠相似于金屬性零件中的循環(huán)應(yīng)力，具備一定的力學(xué)性條件。

利用雨流計(jì)數(shù)法進(jìn)行處理之后的結(jié)果，能夠?qū)㈩l次、均值以及載荷幅值的關(guān)系得到?？墒牵谝欢ǔ潭壬希灿行┹d荷不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，對(duì)待這樣的小量循環(huán)，往往會(huì)叫做無(wú)效幅值。開(kāi)展時(shí)間-載荷的歷程計(jì)數(shù)過(guò)程中，需要舍棄掉無(wú)效幅值。

3、非零平均應(yīng)力中的等效轉(zhuǎn)換

在當(dāng)下我國(guó)所應(yīng)用程序當(dāng)中，時(shí)常會(huì)用到的是程序載荷譜，只是將頻次和幅值的關(guān)系有所保留，可是所取得的平均應(yīng)力上基本都不為零的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)不斷的分析針對(duì)累積損傷，平均應(yīng)力存在著較為巨大的不利影響。所以，一定要根據(jù)損傷的相應(yīng)原則把應(yīng)力循環(huán)合理的轉(zhuǎn)換成零平均應(yīng)力循環(huán)方式。

二、機(jī)械零件疲勞載荷譜的方法研究

1、載荷譜的編制

通過(guò)八級(jí)載荷等級(jí)，能夠較為優(yōu)質(zhì)的對(duì)連續(xù)載荷累積頻數(shù)曲線有所代表，因?yàn)檩d荷幅值若較大展現(xiàn)，就會(huì)較大的影響到疲勞壽命，所以進(jìn)行分級(jí)的過(guò)程中，需要將緊密的對(duì)較大幅值分級(jí)，一般情況下每一級(jí)的最大幅值與普通幅值，能夠在累積頻次曲線的擴(kuò)展當(dāng)中查詢得到，將定點(diǎn)設(shè)置在累積頻次的曲線當(dāng)中，根據(jù)所給予的比值，進(jìn)行分次的和最大幅值相乘，同時(shí)將各級(jí)的載荷幅值得到，此時(shí)在圖上將每一級(jí)載荷相呼應(yīng)的載荷循環(huán)頻數(shù)是多少，繼而將載荷譜得到。

2、均值極大值以及載荷幅值的計(jì)算

3、統(tǒng)計(jì)處理需要選擇多工況進(jìn)行

日常的使用過(guò)程中，因?yàn)楫a(chǎn)品具備著較多的用途化，會(huì)應(yīng)用到工況所具有的差異性，機(jī)械零部件若相同，一般都會(huì)在不相同的環(huán)境下進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓ぷ髁鞒?，所以載荷的狀態(tài)也會(huì)跟隨其更改，針對(duì)機(jī)械構(gòu)件，對(duì)每一工況中的分布概率密度函數(shù)相應(yīng)求出之后，需要按照不同的工況加權(quán)系數(shù)，將符合的概率密度函數(shù)求出。例如：工況數(shù)量為m，就壽命時(shí)間而言，

就會(huì)將每一工況中的應(yīng)力幅值或者載荷的超值累積頻率，或者累積概率分布函數(shù)值得出。

4、擴(kuò)展合成累積的頻數(shù)曲線

在載荷中的幅值以及均值都屬于二維的隨機(jī)變量，同時(shí)兩者也是互相獨(dú)立存在的，其中的載荷的均值所服從的是正態(tài)分布，載荷的幅值所服從的是韋布爾分布。所以，想要求得的載荷極大值，要按照概率的密度法，能夠相應(yīng)的轉(zhuǎn)化成幅值極大值以及每一工況的均值極大值。

總結(jié)：

根據(jù)以上的論述，對(duì)概率統(tǒng)計(jì)方式的采用，可以確定最大載荷、計(jì)算出各級(jí)的循環(huán)次數(shù)以及載荷分級(jí)，通過(guò)Matlab工具箱，應(yīng)用較為簡(jiǎn)便的形式就能夠?qū)⑿畔⒘孔畲蠡兴３?，從而將?guī)范化處理載荷譜充分實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]穆志韜，徐可君，段成美.直升機(jī)疲勞載荷譜的編制方法研究[J].機(jī)械強(qiáng)度，2013，8（02）：234-237.

[2]畢朝銳.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)疲勞載荷譜的可視化研究[J].太原理工大學(xué)，2013，9（04）：156-159.

[3]陸華，陳亮.全信息代表飛行起落疲勞載荷譜編制方法研究[J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2013，3（07）：421-422.