CN114297782A - 载荷谱处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种载荷谱处理方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：采集汽车零件的载荷谱，并对载荷谱中时域载荷进行循环统计、穿级计数等处理，生成初步等效载荷块谱；再分别计算载荷谱以及初步等效载荷块谱的伪损伤值，并根据伪损伤值对初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。本发明的技术方案在将随机载荷谱转化为等效载荷块谱时，考虑载荷平均值、最大值的影响，以及多个载荷之间的相位关系，提高了汽车零件耐久试验加载的等效载荷的等效性，同时提高了耐久试验结果的准确性；简化了汽车零件的疲劳耐久试验过程，节约了时间成本。

Description

载荷谱处理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及汽车耐久试验技术领域，尤其涉及一种载荷谱处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

为了验证汽车结构件的疲劳性能，在开发过程中需要进行零件疲劳耐久试验，还需要将零件组装在样车上进行试验场道路试验。在零件疲劳耐久试验过程中，输入载荷的准确性直接影响试验的有效性。因此，需要将随机载荷谱转化为由若干正弦波载荷谱组成的块谱进行加载，因为块谱有加载简单、试验时间短等特点；这种通过某种方法将随机谱转化为块谱的过程称为载荷等效。

但是在上述的现有技术中，将随机载荷谱转化为块谱的转化过程中，存在因为未考虑平均值影响的问题，从而忽略载荷最大值带来的影响，但最大载荷造成的损伤却是最大的；或在处理多个载荷同时加载的情况时，未考虑多个载荷的相位关系的问题，从而影响耐久实验输入的等效载荷的等效性，降低耐久试验结果的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种载荷谱处理方法、装置、设备及存储介质。

第一方面，本发明提供一种载荷谱处理方法，所述方法包括：

采集汽车中零件的载荷谱，其中，所述载荷谱包含多组时域载荷；

采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

对所述时域载荷进行穿级计数，得到与所述时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据所述载荷范围幅值、所述循环次数以及所述平均值，确定初步等效载荷块谱；

对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。

在一种实施方式中，所述载荷谱包括单一方向载荷谱和多方向载荷谱。

在一种实施方式中，在所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数之前，还包括：

获取所述时域载荷在一个时间点的第一载荷值，以及与所述时间点对应的前、后时间点的第二载荷值和第三载荷值；

若所述第一载荷值、所述第二载荷值和所述第三载荷值之间构成递增或递减的关系，则删除所述第一载荷值。

在一种实施方式中，当所述载荷谱为单一方向载荷谱时，所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数包括：

采用四点法确定每组所述时域载荷的循环组成，其中，所述循环组成中的每个循环包含所述时域载荷中的两个载荷数据点；

计算所述循环组成中构成每一个循环的所述载荷数据点的载荷值之间的差值，并将所述差值作为每组所述时域载荷的载荷范围幅值；

将所述循环组成按照所述载荷范围幅值累积计数，得到循环次数。

在一种实施方式中，所述对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱包括：

采用预设的伪损伤计算公式，计算载荷谱的第一伪损伤值以及初步等效载荷块谱的第二伪损伤值；

对所述第一伪损伤值和所述第二伪损伤值进行比较，得到比较结果；

根据所述比较结果对等效载荷块谱进行调整，得到等效载荷块谱。

在一种实施方式中，当所述载荷谱为多方向载荷谱时，所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数包括：

根据预设的合成系数计算公式，计算所述多方向载荷谱中各时域载荷的合成系数；

根据所述合成系数，计算每组所述时域载荷对应的第一合成载荷；

采用四点法对所述第一合成载荷进行循环统计，得到每组所述第一合成载荷的循环组成；

根据所述循环组成计算与所述多方向载荷谱中各个方向的时域载荷对应的等效载荷的载荷范围幅值以及循环次数。

在一种实施方式中，所述对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱包括：

调整各个方向的所述时域载荷对应的等效载荷之间的相位关系，并根据所述相位关系和所述合成系数，计算所述等效载荷对应的第二合成载荷；

根据所述伪损伤计算公式，计算所述第一合成载荷的第三伪损伤值以及所述第二合成载荷的第四伪损伤值；

根据所述相位关系、所述第三伪损伤值和所述第四伪损伤值对所述初步等效载荷块谱进行调整，生成具有相位关系的等效载荷块谱。

第二方面，本发明提供一种载荷谱处理装置，所述装置包括：

采集模块，用于采集汽车中零件的载荷谱，其中，所述载荷谱包含多组时域载荷；

统计模块，用于采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

确定模块，用于对所述时域载荷进行穿级计数，得到与所述时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据所述载荷范围幅值、所述循环次数以及所述平均值，确定初步等效载荷块谱；

修正模块，用于对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。

第三方面，本发明提供一种载荷谱处理设备，所述载荷谱处理设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施上述的载荷谱处理方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实施上述的载荷谱处理方法。

本发明的实施例具有如下优点：

本发明的技术方案通过对载荷谱中时域载荷进行循环统计、穿级计数等处理，生成初步等效载荷块谱，再分别计算载荷谱以及初步等效载荷块谱的伪损伤值，对初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱；而对于多方向的载荷，本发明的技术方案还通过比较时域载荷的合成载荷与等效载荷的合成载荷的伪损伤分布情况，确定各方向等效载荷的相位关系，从而将随机载荷谱转化为等效载荷块谱，提高了汽车零件耐久试验加载的等效载荷的等效性，同时提高了耐久试验结果的准确性；简化了汽车零件的疲劳耐久试验的过程，节约了时间成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中载荷谱处理方法的一个实施方式示意图；

图2为本发明实施例中单一方向时域载荷的循环累计结果图；

图3为本发明实施例中时域载荷的穿级计数结果图；

图4为本发明实施例中载荷谱处理方法的另一个实施方式示意图；

图5为本发明实施例中载荷1的循环累计结果图；

图6为本发明实施例中载荷2的循环累计结果图；

图7为本发明实施例中载荷1的穿级计数结果图；

图8为本发明实施例中载荷2的穿级计数结果图；

图9为本发明实施例中时域载荷A的所有合成载荷的伪损伤值示意图；

图10为本发明实施例中两个等效载荷相位差为150度时各通道合成载荷的伪损伤值示意图；

图11为本发明实施例中载荷谱处理装置的一个实施例示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参照图1，本实施例提出一种载荷谱处理方法，下面对该等效载荷块谱方法进行详细说明。

101，采集汽车中零件的多组时域载荷；

为了验证汽车结构件的疲劳性能，在开发过程中需要进行零件疲劳耐久试验进，还需要将零件组装在样车上进行试验场道路试验。在零件疲劳耐久试验过程中，输入载荷的准确性直接影响试验的有效性。在零件的初期开发阶段，输入载荷主要来源包括：经验载荷、标准工况下的载荷虚拟提取或者虚拟路面载荷提取。在样车组装完成后，输入载荷来源于试验场载荷谱采集，一些结构简单的零件可以直接通过标定得到精确载荷，部分不方便直接进行载荷采集的零件，通过样车多体动力学模型仿真进行载荷分解，也可以提取零件的载荷。

针对汽车上部分零件，即针对关注的零件，获得了其加载点上的载荷谱后，可以将载荷谱进行处理，转化为正弦波形的载荷。一般汽车耐久试验中，采集或者提取的载荷谱包含多组时域载荷数据，进行试验时每一组载荷需要重复加载一定次数。每组时域载荷是由一系列(多通道)等时间间隔的代表载荷大小的数值点组成。每一个通道代表不同方向的载荷或者不同加载点的载荷。针对汽车上部分零件，获得了其加载点上的载荷谱后，可以将载荷谱进行处理，转化为正弦波形的载荷。

汽车中零件可受到单一方向载荷或多方向载荷，即采集到的汽车中零件的载荷谱包括单一方向载荷谱和多方向载荷谱。下面以单一方向载荷谱为例进行技术方案的说明。

102，采用四点法对时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

在采用四点法对时域载荷进行循环统计之前，需要获取时域载荷在一个时间点的第一载荷值，以及与该时间点相邻的前、后时间点的第二载荷值和第三载荷值；并判断第一载荷值、第二载荷值和第三载荷值之间是否构成递增或递减的关系；若构成递增或递减的关系，则删除第一载荷值。即去除每组时域载荷中非拐点的数据点，只保留拐点，如果时域载荷在某一个时间点的载荷值与其前后时间点的载荷值构成递增或者递减的关系，则该时间点的载荷值就可以去除。如果时域载荷在某一个时间点的载荷值同时大于或同时小于其前、后时间点的载荷值，则这个时间点的载荷值是拐点，需要保留。

将去除了非拐点的时域载荷从绝对值最大点处分割成两段，然后将第一段连接至第二段末尾。这样处理虽然忽略了时域载荷的时间顺序，但是用作等效处理，能够简化循环识别程序。然后采用四点法对时域载荷进行循环统计，即识别载荷循环，其识别方法如下：

(1)依次判定时域载荷中的四个载荷数据点，例如S_i、S_i+1、S_i+2和S_i+3，如果min(S_i，S_i+3)≤min(S_i+1，S_i+2)并且max(S_i，S_i+3)≥max(S_i+1，S_i+2)，则认为S_i+1到S_i+2构成一个循环，记录该循环并将S_i+1、S_i+2这两个数据点从时域载荷的序列中移除。

(2)将数据点S_i+1、S_i+2移除后，判断S_i前是否残留有数据点，如果只有一个数据点S_k，则将该数据点S_k与S_i、S_i+3以及S _i+4重新组成四点，并用(1)中方法识别。将数据点S_i+1、S_i+2移除后，如果S_i前残留有不止一个数据点，则将最靠近S_i的两个数据点S_m，S_k与S_i、S _i+3重新组成四点，并用上一步方法识别。

(3)如果S_i、S_i+1、S_i+2和S_i+3不够成上述(1)中的判定条件，则将S_i+1、S_i+2、S_i+3和S_i+4组合成四点，进行循环识别。

采用四点法对时域载荷进行循环识别后，可确定每组所述时域载荷的循环组成，其中，所述循环组成中的每个循环包含时域载荷中两个载荷数据点。

进一步地，在获得时域载荷的循环组成后，可根据该循环组成计算出时域载荷对应的等效载荷，将构成每一个循环的两个载荷数据点的差值作为第一载荷范围幅值，其中，第一载荷范围幅值为第一载荷范围。依次处理各组时域载荷，然后将从各组时域载荷中识别出来的循环组成，根据第一载荷范围从大到小累积计数，同时考虑每组时域载荷的加载次数(每组时域载荷都要重复加载一定次数，其中，加载次数是可以预先设置的)，得到累计循环次数，将该累计循环次数作为第一循环次数，得到载荷范围-累计循环次数的曲线图(循环累计结果图)。

将载荷范围-累计循环次数的曲线图根据累计循环次数分成若干段，估算每一段的循环载荷范围平均值。该平均值就作为对应载荷段的等效载荷的载荷范围，每一段的累计循环次数就作为等效载荷的循环次数，其中，将等效载荷范围作为第二载荷范围幅值或第二载荷范围，等效载荷的循环次数作为第二循环次数。

如图2(单一方向时域载荷的循环累计结果图)所示，根据曲线图中的载荷范围将曲线分成若干段，此处以分成五段(只计算前四段)为例进行说明，即分别在100次、1000次、10000次和100000次累计循环次数处，将曲线分段。然后根据每段的载荷范围，大概确定其平均载荷范围，例如，图2中分别与前四段曲线逼近的水平直线对应的载荷范围代表该段的平均载荷范围，从而确定了其等效载荷块谱的范围，及其对应的循环次数，即将每一段的平均载荷范围作为等效载荷块谱的等效载荷范围，而与平均载荷范围对应的累计循环次数作为等效载荷的循环次数，如表1所示。

表1等效载荷范围和循环次数

序号	等效载荷范围(N)	循环次数(次)
			1	23800	100
2	17500	900
			3	9200	9000
4	5000	90000

103，对时域载荷进行穿级计数，得到与时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据载荷范围幅值、循环次数以及平均值，确定初步等效载荷块谱；

在去除掉非拐点的载荷值后，将时域载荷进行穿级计数。基于载荷值分布的全范围按照一定的间隔大小进行分级，例如，载荷值分布在-16000N与+13000N之间，将-16000N到+13000N按照每100N划分为一个等级。时域载荷的载荷值从一个等级上升到另一个等级，则相应等级上的累积计数加一，只记录载荷值在增大过程中时域载荷穿过等级的次数。将耐久试验中需要加载的各组时域载荷依次进行计数后，同时考虑每组时域载荷的加载次数，将穿级计数结果进行合并汇总，得到的统计结果如图3(时域载荷的穿级计数结果图)所示。

根据载荷范围-累计循环次数的曲线图中的分段次数，将穿级次数进行分段，并估算出每一段时域载荷的载荷值的平均值，该平均值就作为该段载荷的等效载荷的平均值。如图3所示，分别在100次、1000次、10000次和100000次，将穿级计数结果分段，并预估出每一段载荷的平均值，结果如表2所示。

表2等效载荷范围、平均值和循环次数

序号	等效载荷范围(N)	平均值(N)	循环次数(次)
				1	23800	-1500	100
2	17500	0	900
				3	9200	-1000	9000
4	5000	-1200	90000

根据第二载荷范围、第二循环次数以及等效载荷的平均值可生成初步等效载荷块谱。

104，对初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱；

采用四点法对时域载荷进行循环识别，可得到时域载荷的循环组成。根据预设的伪损伤值计算公式，即疲劳损伤线性累积假说法则(miner法则)，可以计算出初步等效载荷块谱和时域载荷谱(载荷谱)的伪损伤值，其中，将时域载荷谱的伪损伤值作为第一伪损伤值，将初步等效载荷块谱的伪损伤值作为第二伪损伤值。

在不考虑平均值修正的伪损伤值计算公式如下：

D_i＝n_i×S_i ^m/10⁷

其中D_i是载荷循环i的伪损伤；n_i是载荷循环i的循环次数；S_i是载荷循环i的幅值，其数值等于载荷循环i的载荷范围幅值(载荷范围)的一半；m是与材料性质、试样形式、应力比和加载方式等有关的参数，汽车中的一般金属零件，m推荐取值3-7。

根据上述伪损伤值计算方法，表2中的等效载荷的伪损伤值计算结果如表3所示(表3的伪损伤值计算过程中，设定m取值为5)，即根据第二载荷范围和第二循环次数计算第二伪损伤值：

表3等效载荷的伪损伤值

根据上述伪损伤值计算方法，同样可以计算时域载荷的载荷循环的伪损伤值，即根据第一循环次数和第一载荷范围计算第一伪损伤值，如图2所示的时域载荷累计循环结果，其伪损伤值计算结果如表4所示。

表4时域载荷的伪损伤值

比较时域载荷谱的第一伪损伤值和初步等效载荷块谱的第二伪损伤值，如果第一伪损伤值与第二伪损伤值之间存在较大差异，即第一伪损伤值与第二伪损伤值之间的差值大于预设阈值，则根据第一伪损伤值和第二伪损伤值对初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱，其中，预设阈值可根据实际情况进行设置，在此不做限定。

进一步地，当第一伪损伤值和第二伪损伤值之间存在较大差异时，不断调整等效载荷的等效载荷范围的取值，即调整第二载荷范围的取值大小，得到第三载荷范围，并根据第三载荷范围和第二循环次数，计算得到初步等效载荷块谱的第五伪损伤值，当第五伪损伤值与第一伪损伤值之间的差值小于阈值时，根据第三载荷范围、第二循环次数以及等效载荷的平均值可生成等效载荷块谱。

根据时域载荷的伪损伤值计算结果(见表4)与等效载荷的伪损伤值计算结果(见表3)，修正伪损伤值差异较大的等效载荷范围，修正后的等效载荷块谱见表5。

表5修正后的等效载荷块谱

作为一种可选的实施方式，请参照图4，下面以多方向载荷谱为例进行说明。

汽车中某些零件可受到多个方向载荷，例如，前控制臂在球铰位置主要受到X和Y两个方向的载荷，转向节主要受到轮胎接地点的X、Y和Z三个方向的载荷。处理这些零件的载荷时，需要考虑载荷之间的相位关系。

针对这类型零件，将载荷谱转化为正弦波形的等效载荷块谱的步骤可以概括为：

401，采集汽车中零件的多组时域载荷；

402，根据预设的合成系数计算公式，计算多方向载荷谱中各时域载荷的合成系数；

403，根据合成系数，计算每组时域载荷对应的第一合成载荷；

采集或者提取汽车中零件的多方向载荷谱，其中，载荷谱包含多组时域载荷数据，进行试验时每一组载荷需要重复加载一定次数。每组时域载荷是由一系列(多通道)等时间间隔的代表载荷大小的数值点组成。每一个通道代表不同方向的载荷或者不同加载点的载荷。

根据预设的合成系数计算公式，计算多方向载荷谱中每组时域载荷的合成载荷，对于两个方向(两个通道)的时域载荷，合成系数如表6所示：

表6两个方向(两个通道)载荷的合成系数

其中：

合成载荷1＝1×载荷1+0×载荷2；

合成载荷2＝0.97×载荷1+0.26×载荷2；

按照上表载荷合成系数逐一计算所有的合成载荷。

对于三个方向(三个通道)的载荷，合成系数如表7所示：

表7三个方向(三个通道)载荷的合成系数

其中：

合成载荷1＝1×载荷1+0×载荷2+0×载荷3；

合成载荷2＝0×载荷1+1×载荷2+0×载荷3；

按照上表载荷合成系数逐一计算所有的合成载荷。

综上所述，在对时域载荷计算合成载荷时，合成系数可以为其他组合，但是都符合如下公式：

(载荷1合成系数)²+(载荷2合成系数)²+…+(载荷I合成系数)²＝1，其中，I为时域载荷的方向数量值(通道数)；

另外，在本实施例中将此过程得到的合成载荷作为第一合成载荷。

404，采用四点法对第一合成载荷进行循环统计，得到每组第一合成载荷的循环组成；

在采用四点法对第一合成载荷进行循环统计之前，先针对每一通道的第一合成载荷去除其中非拐点的数据点，只保留拐点；此过程与处理单一方向载荷谱中去除每组时域载荷中非拐点的数据点的过程相同，故在此不做赘述。

当去除完每一通道的第一合成载荷中非拐点的数据点之后，采用四点法对第一合成载荷进行循环统计，得到每组第一合成载荷的循环组成；此过程与处理单一方向载荷谱中对时域载荷进行循环统计的过程一致，在此不再赘述。

在此过程中，所计算出的每组第一合成载荷的循环组成中包括多方向时域载荷中各个方向的载荷的循环组成。例如，如果时域载荷中包含两个方向的载荷(载荷1和载荷2)，则该步骤中，在计算时域载荷所有的第一合成载荷的循环组成时，在进行计算的所有第一合成载荷中包含合成系数为(1，0)和(0，1)的合成载荷，也就是表6中的合成载荷1和合成载荷7，因此，所计算出合成载荷1和合成载荷7的循环组成即为时域载荷中两个方向的载荷(载荷1和载荷2)的循环组成。另外，如果时域载荷中包含三个方向的载荷(载荷1、载荷2和载荷3)，则该步骤中，在计算时域载荷所有的第一合成载荷的循环组成时，在进行计算的所有的第一合成载荷中包括合成系数为(1，0，0)、(0，1，0)和(0，0，1)的合成载荷，也就是表7中的合成载荷1、合成载荷2和合成载荷3，因此，所计算出合成载荷1、合成载荷2和合成载荷7的循环组成即为时域载荷中三个方向的载荷(载荷1、载荷2和载荷3)的循环组成。

405，计算多方向时域载荷中各个方向的载荷对应的等效载荷的载荷范围幅值和循环次数；

在此过程中，针对于时域载荷的各个方向(两个方向或者三个方向)，从多方向时域载荷的所有第一合成载荷的循环组成中查找对应的时域载荷各个方向的循环组成，根据该时域载荷各个方向的循环组成生成载荷范围-累计循环次数的曲线图(循环累计结果图)，并根据循环累计结果图估算出多方向时域载荷中各个方向的载荷对应的等效载荷的载荷范围幅值和循环次数，此过程中根据循环组成生成循环累计结果图的处理方法与单个方向载荷根据循环组成生成循环累计结果图的处理方法相同，在此不做赘述。比如，时域载荷A中包含两个方向的载荷(载荷1和载荷2)，可生成载荷1(等于表6中的合成载荷1)的循环累计结果图(如图5所示)，以及载荷2(等于表6中的合成载荷7)的循环累计结果图(如图6所示)。

406，对多方向时域载荷中各个方向的载荷进行穿级计数，得到等效载荷的平均值，并根据等效载荷的平均值、等效载荷的载荷范围幅值和循环次数，确定初步等效载荷块谱；

针对多方向时域载荷中各个方向的载荷(上述步骤中已计算出载荷范围幅值和循环次数的载荷)进行穿级计数，求得等效载荷的平均值；此过程与对单一方向时域载荷进行穿级计数的过程相同，在此不再赘述。

比如，针对包含两个方向载荷的载荷A(两个方向载荷分别为：载荷1和载荷2)，穿级计数结果如图7(载荷1的穿级计数结果图)和图8(载荷2的穿级计数结果图)所示。

根据等效载荷的载荷范围幅值、循环次数和等效载荷的平均值生成初步等效载荷块谱。

407，采用伪损伤值计算公式，计算出多方向时域载荷的第一伪损伤值以及初步等效载荷块谱的第二伪损伤值；

408，对第一伪损伤值与第二伪损伤值进行比较，得到比较结果，并根据比较结果对初步等效载荷块谱进行初步调整；

在此过程中根据时域载荷的伪损伤值以及初步等效载荷块谱的伪损伤值对初步等效载荷块谱进行初步调整的处理方法与单个方向载荷的初步等效载荷块谱进行调整的处理方法相同，故在此不再赘述。

最后得出的具有两个方向的时域载荷A中载荷1和载荷2的等效载荷块谱结果如下表8和表9所示：

表8载荷1的等效载荷块谱

表9载荷2的等效载荷块谱

409，调整多方向的时域载荷对应的多个等效载荷之间的相位关系，并根据相位关系和合成系数，计算所述等效载荷对应的第二合成载荷；

410，根据伪损伤计算公式，计算第一合成载荷的第三伪损伤值以及第二合成载荷的第四伪损伤值；

411，根据相位关系、第三伪损伤值和第四伪损伤值对初步等效载荷块谱进行再次调整，生成具有相位关系的等效载荷块谱。

在上述步骤中，已经分别获得每组时域载荷的各个合成载荷的载荷循环组成，根据预设的伪损伤值计算公式，即疲劳损伤线性累积假说法则(miner法则)，可以计算出每个合成载荷的总伪损伤值，即第三伪损伤值。如图9(时域载荷A的所有合成载荷的伪损伤值示意图)所示，某一组具有两个方向的时域载荷A，经过计算获得所有通道的合成载荷的总伪损伤值。

根据上述的合成系数，可计算出等效载荷对应的第二合成载荷，并调整多方向时域载荷对应的多个等效载荷之间的相位关系，使得由等效载荷根据合成系数合成的各个合成载荷(第二合成载荷)的伪损伤值符合多方向时域载荷根据合成系数合成的各个合成载荷(第一合成载荷)的损伤分布规律。具体地，采用四点法对等效载荷合成的各个合成载荷进行循环统计，得到等效载荷对应的各个合成载荷的循环组成，根据该循环组成可计算出该等效载荷对应的合成载荷的载荷范围幅值以及循环次数；根据相位关系、伪损伤计算公式、该等效载荷对应的合成载荷的载荷范围幅值以及循环次数，计算出由等效载荷合成的各个合成载荷的第四伪损伤值，比较多方向时域载荷的合成载荷的第三伪损伤值和等效载荷合成的合成载荷的第四伪损伤值，如果第三伪损伤值与第四伪损伤值之间存在较大差异，即第三伪损伤值与第四伪损伤值之间的差值大于预设阈值，则对等效载荷之间的相位进行调整，再次计算调整后的等效载荷的合成载荷的伪损伤值；当第三伪损伤值与第四伪损伤值之间的差值处于预设的差值范围内，则将该相位关系设置为等效载荷的相位关系，最终生成具有相位关系的等效载荷块谱。

例如，调整表8和表9中的载荷1的等效载荷与载荷2的等效载荷之间的相位关系，使得由两个等效载荷依据上述两个方向载荷的合成系数合成的各个合成载荷的第四伪损伤值符合图9所示的各个合成载荷的损伤(第三伪损伤值)分布规律，即合成的各个合成载荷的第四伪损伤值与图9中时域载荷A的所有合成载荷的伪损伤值(第三伪损伤值)的差值处于预设的差值范围内，则将该相位关系设置为等效载荷的相位关系。具体的，如设置表8和表9中载荷1和载荷2的等效载荷相位差为150度时，由这两个等效载荷合成的各个合成载荷的伪损伤值如图10(两个等效载荷相位差为150度时各通道合成载荷的伪损伤值示意图)所示，与图9中各个合成载荷的伪损伤值非常接近，各通道的损伤误差较小。因此可以根据该载荷1和载荷2的等效载荷代替原来的时域载荷，并设置该两个等效载荷的相位为150度，从而生成等效载荷块谱。

本发明实施例通过对载荷谱中时域载荷进行循环统计、穿级计数等处理，生成初步等效载荷块谱，再分别计算载荷谱以及初步等效载荷块谱的伪损伤值，对初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱；从而将随机载荷谱转化为等效载荷块谱，简化了汽车零件的疲劳耐久试验的过程，节约了时间成本，同时考虑多个载荷之间的相互影响，设置等效载荷之间的相位关系，使得简化后的等效载荷尽可能的保留原来载荷的特征，从而激发出相同的疲劳失效模式和寿命。

实施例2

请参照图11，本实施例提出一种载荷谱处理装置100，该载荷谱处理装置100包括：

采集模块110，用于采集汽车中零件的载荷谱，其中，所述载荷谱包含多组时域载荷；

统计模块120，用于采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

确定模块130，用于对所述时域载荷进行穿级计数，得到与所述时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据所述载荷范围幅值、所述循环次数以及所述平均值，确定初步等效载荷块谱；

修正模块140，用于对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。

上述的载荷谱处理装置对应于实施例1的载荷谱处理方法。实施例1中的任何可选项也适用于本实施例，这里不再详述。

本发明实施例还提供了一种载荷谱处理设备，该所述载荷谱处理设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施上述实施例的载荷谱处理方法。

存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据载荷谱处理设备的使用所创建的数据(比如伪损伤值、等效载荷块谱等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述实施例的载荷谱处理方法的步骤。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施方式的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种载荷谱处理方法，其特征在于，包括：

采集汽车中零件的载荷谱，其中，所述载荷谱包含多组时域载荷；

采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

对所述时域载荷进行穿级计数，得到与所述时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据所述载荷范围幅值、所述循环次数以及所述平均值，确定初步等效载荷块谱；

对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。

2.根据权利要求1所述的载荷谱处理方法，其特征在于，所述载荷谱包括单一方向载荷谱和多方向载荷谱。

3.根据权利要求2所述的载荷谱处理方法，其特征在于，在所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数之前，还包括：

获取所述时域载荷在一个时间点的第一载荷值，以及与所述时间点对应的前、后时间点的第二载荷值和第三载荷值；

若所述第一载荷值、所述第二载荷值和所述第三载荷值之间构成递增或递减的关系，则删除所述第一载荷值。

4.根据权利要求3所述的载荷谱处理方法，其特征在于，当所述载荷谱为单一方向载荷谱时，所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数包括：

采用四点法确定每组所述时域载荷的循环组成，其中，所述循环组成中的每个循环包含所述时域载荷中的两个载荷数据点；

计算所述循环组成中构成每一个循环的所述载荷数据点的载荷值之间的差值，并将所述差值作为每组所述时域载荷的载荷范围幅值；

将所述循环组成按照所述载荷范围幅值累积计数，得到循环次数。

5.根据权利要求4所述的载荷谱处理方法，其特征在于，所述对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱包括：

采用预设的伪损伤计算公式，计算载荷谱的第一伪损伤值以及初步等效载荷块谱的第二伪损伤值；

对所述第一伪损伤值和所述第二伪损伤值进行比较，得到比较结果；

根据所述比较结果对等效载荷块谱进行调整，得到等效载荷块谱。

6.根据权利要求2所述的载荷谱处理方法，其特征在于，当所述载荷谱为多方向载荷谱时，所述采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数包括：

根据预设的合成系数计算公式，计算所述多方向载荷谱中各时域载荷的合成系数；

根据所述合成系数，计算每组所述时域载荷对应的第一合成载荷；

采用四点法对所述第一合成载荷进行循环统计，得到每组所述第一合成载荷的循环组成；

根据所述循环组成计算与所述多方向载荷谱中各个方向的时域载荷对应的等效载荷的载荷范围幅值以及循环次数。

7.根据权利要求6所述的载荷谱处理方法，其特征在于，所述对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱包括：

调整各个方向的所述时域载荷对应的等效载荷之间的相位关系，并根据所述相位关系和所述合成系数，计算所述等效载荷对应的第二合成载荷；

根据所述伪损伤计算公式，计算所述第一合成载荷的第三伪损伤值以及所述第二合成载荷的第四伪损伤值；

根据所述相位关系、所述第三伪损伤值和所述第四伪损伤值对所述初步等效载荷块谱进行调整，生成具有相位关系的等效载荷块谱。

8.一种载荷谱处理装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集汽车中零件的载荷谱，其中，所述载荷谱包含多组时域载荷；

统计模块，用于采用四点法对所述时域载荷进行循环统计，得到载荷范围幅值以及循环次数；

确定模块，用于对所述时域载荷进行穿级计数，得到与所述时域载荷对应的等效载荷的平均值，并根据所述载荷范围幅值、所述循环次数以及所述平均值，确定初步等效载荷块谱；

修正模块，用于对所述初步等效载荷块谱进行修正，得到等效载荷块谱。

9.一种载荷谱处理设备，其特征在于，所述载荷谱处理设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求1-7中任一项所述的载荷谱处理方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实施根据权利要求1-7中任一项所述的载荷谱处理方法。

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