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深度解析「路谱Block缩减」

2025-06-16 08:36

路谱block缩减需解决几个关键问题:* 需要几级载荷块(数量)? * 每级的幅值 (Range) 是多少?* 每级需要重复多少次 (循环数)?

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一、核心目的

基于 Miner 线性疲劳累积损伤准则,通过雨流计数和伪损伤分析实现损伤等效。将路试中变幅值的随机载荷转化为等幅值 Block 载荷,缩短台架试验时间,同时保证损伤等效性。

二、Block 载荷转换流程

1. 基于幅值确定循环数

1)创建等幅信号

单级block载荷:ncode TSGenerator生成定幅正弦载荷信号。如选 Range=2000N,生成振幅1000N、时长1s 的正弦波。

多级block载荷:通过BlockCycleInputs模块,编辑range值、mean值和repeats值。

2)等效循环次数计算

组合原信号与创建信号,通过伪损伤分析得到损伤比,推导等效循环次数,确保循环次数≤30 万次。

★分级逻辑:取区域损伤最大值等效(mean值和range值综合确定),最大幅值为原始载荷的1.2-1.4 倍。

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2. 基于循环数确定幅值

1) 固定循环数:用metadataGenerator设置 NumCycles=XX 次。

2)计算等效幅值:通过软件运算得到对应幅值

★分级逻辑:分 6-10 级,总循环次数控制在 20-30 万次,包含 1-2 级极大值(次数少)、3-4 级损伤较大值(次数中)、5-6 级损伤较小值(次数多)。

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三、多通道相位耦合处理

1)相关性计算 nCode  “Correlation” 模块计算各通道间 R-Square。计算公式:

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其中yi为实测值,yi^为线性回归预测值,yˉ为均值。

2)合成载荷与block缩减

R2>0.8时,表明两通道载荷存在强线性相关,此时相位关系对疲劳损伤的影响不可忽略。

假定两个方向载荷耦合,将每个时刻的X、Y载荷视为平面矢量,采用矢量合成法,计算合成载荷:

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通过等效损伤参数,生成同步的X、Y方向Block载荷谱。生成示例如下:

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R2≤0.8,载荷相关性弱(如随机路面的垂向与横向载荷),可独立处理各通道。无耦合。

四、编制原则

分级要求:


  • 载荷块数量≥3 级,通常分为 3-8 级。


  • 损伤与失效控制:



  • 总损伤与路谱误差 < 10%,失效模式与路试一致 
  • 大载荷单独成块,极限工况与一般工况分开处理 

  • 作者:何以CAE 

    来源:何以CAE

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