CN115878985A - 机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新一代信息技术,公开一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统及方法,以快速并精准地确定加速耐久试验条件。系统包括:数据文件导入模块、数据分段处理模块、时域信号疲劳损伤谱计算模块、频域信号疲劳损伤谱计算模块、疲劳损伤合成谱模块和振动耐久试验条件计算模块。其中,时域信号疲劳损伤谱计算模块和频域信号计算疲劳损伤谱模块能分别以时域处理方式和频域处理方式对数据分段处理模块的第二级子段根据其分类属性进行分工及同步并行处理,再由疲劳损伤合成谱模块对两模块的疲劳损伤谱通过线性相加的方式进行合成;最后由振动耐久试验条件计算模块基于加速参数进行疲劳损伤等效运算,得到最终的振动耐久试验条件。
Description
技术领域
本发明涉及新一代信息技术中基于特定计算模型的计算机系统,尤其涉及一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统及方法。
背景技术
振动耐久试验是模拟装备在整个寿命周期内可能经历的最长振动时间,以考核装备寿命周期内的抗疲劳能力。
目前,机载装备振动耐久试验条件多是参照GJB 150.16A -2009制定,采用疲劳耐久等效公式确定振动耐久试验量值和持续时间,但是标准中推荐的方法与实测环境存在差异。如果采用实测数据进行耐久振动试验,存在耗时周期长、成本高等问题。为实现快速且准确的通过振动耐久试验预测装备振动疲劳寿命的目的,耐久试验方法也从最初的模拟真实任务环境振动载荷,向通过加速等效手段重现装备疲劳损伤的方向发展。目前通过实测数据包络得到的振动耐久条件对于长寿命多任务状态装备的疲劳损伤等效精度差,造成装备的耐久试验评价结果与实际不相符,机载装备在耐久试验中频繁出现失效,为设计带来反复。藉此,在不改变装备损伤机理的条件下,如何方便快捷地基于实测数据得到振动耐久试验条件成为急切需要。
发明内容
本发明目的在于公开一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统及方法,以快速并精准地确定加速耐久试验条件。
为达上述目的,本发明系统包括:
数据文件导入模块,用于获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段。
数据分段处理模块,用于对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号。
时域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
频域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
疲劳损伤合成谱模块;用于对所述时域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,与所述频域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱。
振动耐久试验条件计算模块,用于获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
优选地,本发明系统中数据分段处理模块在以系统自动方式划分第二级子段的具体过程包括:
采用非参数检验方法中的倒排列检验方法,在统计上检测均方根值随时间的变化,用以确定一系列以短时间平均计算出时间历程的平均特性是否明显随时间变化;然后在时间间隔T上测得的一个时间历程x(t),将时域数据分成q个相连接的时间段,每段的持续时间t相等,t=x(t)/q;最后用时间平均计算每一段上均方根值的估计,得到均方根估计值序列,对该序列倒排列数,计算总和,如果该序列总和落在双边统计假设检验区间内,则表示该时间段数据为平稳数据随机信号,否则为非平稳随机信号。
为达上述目的,本发明还公开一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定方法,包括:
获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段。
对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号。
获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
对以时域方式计算的疲劳损伤谱,与以频域方式计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱。
获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
综上,本发明系统包括:数据文件导入模块、数据分段处理模块、时域信号疲劳损伤谱计算模块、频域信号疲劳损伤谱计算模块、疲劳损伤合成谱模块和振动耐久试验条件计算模块。其中,时域信号疲劳损伤谱计算模块和频域信号疲劳损伤谱计算模块能分别以时域处理方式和频域处理方式对数据分段处理模块的第二级子段根据其分类属性进行分工及同步并行处理,再由疲劳损伤合成谱模块对两模块的疲劳损伤谱通过线性相加的方式进行合成;最后由振动耐久试验条件计算模块基于加速参数进行疲劳损伤等效运算,得到最终的振动耐久试验条件。其与对应的方法都具有以下有益效果:
弥补了现有方法存在的与实测环境存在差异、“过试验”、“欠试验”等不足;并将复杂的计算过程简单化,通过前后两次一粗一细的分段提高了计算的精准度,而且时域处理过程与频域处理过程能并行同步进行、且对平稳随机信号以更快速的频域方式进行处理,在不影响计算结果可靠性的基础上极大提高了计算效率;且使用方便,便于科研人员操作,易于推广。
下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明实施例公开的机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统框图。
图2是本发明实施例公开的振动耐久试验条件计算模块得到最终的振动耐久试验规范谱的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统,如图1所示,包括:
数据文件导入模块,用于获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段。
本实施例中,各个不同飞行任务的名称通常包括:爬升、巡航、空空、空地、下滑等,且通常不同高度范围对应的同一任务名称,当两者之间间隔有其他飞行任务时,则相间隔的两个不同高度范围但同一名称所对应的飞行任务视为两个不同的飞行任务。其中,原始振动时域信号文件的数据格式可采用“.txt”、“.xls”、“.csv”,“.tdms”等常用数据格式。
数据分段处理模块,用于对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号。
可选地,数据分段处理模块在以系统自动方式划分第二级子段的具体过程包括:
采用非参数检验方法中的倒排列检验方法,在统计上检测均方根值随时间的变化,用以确定一系列以短时间平均计算出时间历程的平均特性是否明显随时间变化;然后在时间间隔T上测得的一个时间历程x(t),将时域数据分成q个相连接的时间段,每段的持续时间t相等,t=x(t)/q;最后用时间平均计算每一段上均方根值的估计,得到均方根估计值序列,对该序列倒排列数,计算总和,如果该序列总和落在双边统计假设检验区间内,则表示该时间段数据为平稳数据随机信号,否则为非平稳随机信号。
当以手动方式作为替换时,其大多基于用户统计及工程经验所得出视觉特征来区分上述平稳随机信号和非平稳随机信号,进而录入用户对第二级子段的手动分段信息。
时域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
可选地,该时域信号疲劳损伤谱计算模块的具体计算过程为:将载荷信号施加于一系列线性单自由度质量-弹簧系统,分别计算出各单自由度质量-弹簧系统相对于支座的位移;根据单自由度质量-弹簧系统的应力与相对位移成正比,计算得到应力时间历程;对应力时间历程进行峰谷值编辑(统计落在特定区域的峰值和谷值的数量,根据计数频次画出载荷频次直方图,从而计算出概率分布)和雨流计数(雨流计数是一种数学方法,在疲劳寿命计算中运用非常广泛,是将应力时间历程翻转90°,时间坐标轴竖直向下,数据记录犹如一系列屋面,雨水顺着屋面往下流,该方法主要是将变化的应力时间历程简化为若干个载荷循环,从而反映材料的应力应变行为),使用标准S-N(S-N曲线是应力-寿命曲线,描述金属材料承受应力水平与在该水平作用下材料破坏时所经历的循环次数之间的曲线,通常用来表征材料抵抗疲劳破坏的能力)曲线,根据 Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。其中,Miner 线性损伤累计准则是指循环载荷可对材料产生损伤,且每次循环载荷对材料产生的损伤都是相互独立的,并且这种损伤可不断累加使得材料发生疲劳破坏,材料的损伤程度与循环应力作用次数成正相关。载荷可分为多个循环应力,且不同应力造成的损伤相互独立,将多个应力损伤进行叠加可得到材料总损伤,若总损伤达到临界值,材料将发生破坏。
频域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
可选地,该频域信号疲劳损伤谱计算模块的具体计算过程为:首先将时域信号通过快速傅里叶变换转化为加速度PSD(PSD称为功率谱密度,表征信号的功率能量与频率关系的物理量,工程中一般使用激励的均方值与频率带宽的比值来表示,加速度PSD为加速度随机激励下的功率谱密度),计算出单自由度系统的相对位移 PSD(表征的是载荷作用下的位移张量响应) 和应力 PSD(表征的是载荷作用下的应力张量响应),根据应力 PSD 计算出力矩、穿零概率期望(应力功率谱密度的二阶惯性矩与应力功率谱密度的零阶惯性矩的比值的二分之一次方)、峰值概率期望(应力功率谱密度的四阶惯性矩与应力功率谱密度的二阶惯性矩的比值的二分之一次方)和不规则因子(穿零概率期望与峰值概率期望的比值),然后根据力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子的计算值使用疲劳失效模型(频率失效模型是用来基于应力幅值的概率密度函数计算疲劳寿命)计算出应力幅值的概率密度函数,再计算出应力幅值循环次数,根据 Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
其中,在上述两模块分别对各个第二级子段的数据分别在时域信号疲劳损伤谱计算模块和频域信号疲劳损伤谱计算模块进行运算处理前,需输入相关的参数,例如:装备阻尼比、S-N曲线的斜率倒数和截距、装备受到的应力-装备与激励平台的相对位移,两者之间的比例常数K等;此为本领域技术人员常识,不做赘述。与此同时,上述描述中用于疲劳计算的相关术语可参照与本发明相同和相近技术领域的相关论文期刊,例如:陕西应用物理化学研究所于2021年10月发表的《某机载爆炸螺栓的振动疲劳寿命分析方法研究》,文章编号为:1003-1480(2021)05-0014-05;作者为:常英珂、吴瑞德、李琳、王萌、郭晓荣、张涛。
疲劳损伤合成谱模块;用于对所述时域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,与所述频域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱。
振动耐久试验条件计算模块,用于获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
可选地,该振动耐久试验条件计算模块的等效计算过程为:以载荷应力不高于装备的材料屈服强度、不改变装备的实效机理为约束,以疲劳损伤谱的等效为原则,通过软件迭代计算,倒推能产生相同疲劳损伤谱的输入载荷条件及持续时间,输出耐久振动PSD曲线;所述加速参数包括:预期的试验时间和循环次数,且在疲劳损伤谱等效的过程中,加速后的输入载荷的疲劳损伤的计算过程与原始振动时域波形图的处理过程一致。
其中,在软件迭代计算的过程中,若加速后疲劳损伤值小于加速前疲劳损伤值,将以加速时间所截取相应载荷幅值扩大2u倍直至当加速后疲劳损伤值大于加速前疲劳损伤值;然后通过载荷衰减系数不断降低载荷幅值,当加速后疲劳损伤值小于加速前疲劳损伤值,再通过载荷放大系数不断增加载荷幅值,依次迭代计算,最终使加速前的疲劳损伤值等于加速后的疲劳损伤值,倒推出加速后时域载荷,u为正整数。
综上,本实施例公开的系统,弥补了现有方法存在的与实测环境存在差异、“过试验”、“欠试验”等不足;并将复杂的计算过程简单化,通过前后两次一粗一细的分段提高了计算的精准度,而且时域处理过程与频域处理过程能并行同步进行、且对平稳随机信号以更快速的频域方式进行处理,在不影响计算结果可靠性的基础上极大提高了计算效率;且使用方便,便于科研人员操作,易于推广。
实施例2
与上述系统基于同一技术构思,本实施例公开一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定方法,包括:
步骤S1、获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段。
步骤S2、对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号。
在该步骤中,优选地,在以系统自动方式划分第二级子段的具体过程中,包括:
采用非参数检验方法中的倒排列检验方法,在统计上检测均方根值随时间的变化,用以确定一系列以短时间平均计算出时间历程的平均特性是否明显随时间变化;然后在时间间隔T上测得的一个时间历程x(t),将时域数据分成q个相连接的时间段,每段的持续时间t相等,t=x(t)/q;最后用时间平均计算每一段上均方根值的估计,得到均方根估计值序列,对该序列倒排列数,计算总和,如果该序列总和落在双边统计假设检验区间内,则表示该时间段数据为平稳数据随机信号,否则为非平稳随机信号。
步骤S3、获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
该步骤以时域方式处理疲劳损伤谱的具体计算过程可为:
将载荷信号施加于一系列线性单自由度质量-弹簧系统,分别计算出各单自由度质量-弹簧系统相对于支座的位移;根据单自由度系统的应力与相对位移成正比,计算得到应力时间历程;对应力时间历程进行峰谷值编辑和雨流计数,使用标准S-N曲线,根据Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
步骤S4、获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱。
该步骤以频域方式处理疲劳损伤谱的具体计算过程可为:
首先将时域信号通过快速傅里叶变换转化为PSD,计算出单自由度系统的相对位移 PSD 和应力 PSD,根据应力 PSD 计算出力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子,然后根据力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子的计算值使用疲劳失效模型计算出应力幅值的概率密度函数,再计算出应力幅值循环次数,根据 Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
步骤S5、对以时域方式计算的疲劳损伤谱,与以频域方式计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱。
步骤S6、获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
优选地,该步骤确定振动耐久试验条件的等效计算过程为:
以载荷应力不高于装备的材料屈服强度、不改变装备的实效机理为约束,以疲劳损伤谱的等效为原则,通过软件迭代计算,倒推能产生相同疲劳损伤谱的输入载荷条件及持续时间,输出耐久振动PSD曲线;所述加速参数包括:预期的试验时间和循环次数,且在疲劳损伤谱等效的过程中,加速后的输入载荷的疲劳损伤的计算过程与原始振动时域波形图的处理过程一致。
本实施例方法所取得的技术效果与上述系统实施例类似,不做赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定系统,其特征在于,包括:
数据文件导入模块,用于获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段;
数据分段处理模块,用于对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号;
时域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱;
频域信号疲劳损伤谱计算模块,用于获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱;
疲劳损伤合成谱模块;用于对所述时域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,与所述频域信号疲劳损伤谱计算模块所计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱;
振动耐久试验条件计算模块,用于获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,数据分段处理模块在以系统自动方式划分第二级子段的具体过程包括:
采用非参数检验方法中的倒排列检验方法,在统计上检测均方根值随时间的变化,用以确定一系列以短时间平均计算出时间历程的平均特性是否明显随时间变化;然后在时间间隔T上测得的一个时间历程x(t),将时域数据分成q个相连接的时间段,每段的持续时间t相等,t=x(t)/q;最后用时间平均计算每一段上均方根值的估计,得到均方根估计值序列,对该序列倒排列数,计算总和,如果该序列总和落在双边统计假设检验区间内,则表示该时间段数据为平稳数据随机信号,否则为非平稳随机信号。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述时域信号疲劳损伤谱计算模块的具体计算过程为:
将载荷信号施加于一系列线性单自由度质量-弹簧系统,分别计算出各单自由度质量-弹簧系统相对于支座的位移;根据单自由度质量-弹簧系统的应力与相对位移成正比,计算得到应力时间历程;对应力时间历程进行峰谷值编辑和雨流计数,使用标准S-N曲线,根据Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
4.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述频域信号疲劳损伤谱计算模块的具体计算过程为:
首先将时域信号通过快速傅里叶变换转化为PSD,计算出单自由度系统的相对位移PSD 和应力 PSD,根据应力 PSD 计算出力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子,然后根据力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子的计算值使用疲劳失效模型计算出应力幅值的概率密度函数,再计算出应力幅值循环次数,根据 Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
5.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述振动耐久试验条件计算模块的等效计算过程为:
以载荷应力不高于装备的材料屈服强度、不改变装备的实效机理为约束,以疲劳损伤谱的等效为原则,通过软件迭代计算,倒推能产生相同疲劳损伤谱的输入载荷条件及持续时间,输出耐久振动PSD曲线;所述加速参数包括:预期的试验时间和循环次数,且在疲劳损伤谱等效的过程中,加速后的输入载荷的疲劳损伤的计算过程与原始振动时域波形图的处理过程一致。
6.一种机载装备振动耐久试验条件的分段确定方法,其特征在于,包括:
获取基于实测信号的原始振动时域信号文件,对该文件进行数据处理转化为能读取的形式并显示振动时域波形图,再对该时域波形图按飞行任务进行第一级分段;
对第一级分段后的各个任务段,获取用户以手动方式或以系统自动方式所划分的第二级子段,并确定各所述第二级子段所分别对应的分类属性信息,所述分类属性信息包括第一类所对应的平稳随机信号和第二类所对应的非平稳随机信号;
获取并以时域方式计算各个分类属性信息为非平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱;
获取并以频域方式计算各个分类属性信息为平稳随机信号的第二级子段所对应的疲劳损伤谱;
对以时域方式计算的疲劳损伤谱,与以频域方式计算的疲劳损伤谱,通过线性相加的方式进行合成,得到疲劳损伤合成谱;
获取相关的加速参数,对所述疲劳损伤合成谱进行等效运算处理,输出振动耐久试验PSD曲线,对PSD曲线进行包络处理,得到最终的振动耐久试验条件。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在以系统自动方式划分第二级子段的具体过程中,包括:
采用非参数检验方法中的倒排列检验方法,在统计上检测均方根值随时间的变化,用以确定一系列以短时间平均计算出时间历程的平均特性是否明显随时间变化;然后在时间间隔T上测得的一个时间历程x(t),将时域数据分成q个相连接的时间段,每段的持续时间t相等,t=x(t)/q;最后用时间平均计算每一段上均方根值的估计,得到均方根估计值序列,对该序列倒排列数,计算总和,如果该序列总和落在双边统计假设检验区间内,则表示该时间段数据为平稳数据随机信号,否则为非平稳随机信号。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,以时域方式处理疲劳损伤谱的具体计算过程为:
将载荷信号施加于一系列线性单自由度质量-弹簧系统,分别计算出各单自由度质量-弹簧系统相对于支座的位移;根据单自由度质量-弹簧系统的应力与相对位移成正比,计算得到应力时间历程;对应力时间历程进行峰谷值编辑和雨流计数,使用标准S-N曲线,根据Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
9.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,以频域方式处理疲劳损伤谱的具体计算过程为:
首先将时域信号通过快速傅里叶变换转化为PSD,计算出单自由度系统的相对位移PSD 和应力 PSD,根据应力 PSD 计算出力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子,然后根据力矩、穿零概率期望、峰值概率期望和不规则因子的计算值使用疲劳失效模型计算出应力幅值的概率密度函数,再计算出应力幅值循环次数,根据 Miner 线性损伤累计准则,计算不同固有频率下的疲劳损伤值,然后以固有频率为横坐标、疲劳损伤值为纵坐标,绘制的曲线就是机载装备的疲劳损伤谱。
10.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,确定振动耐久试验条件的等效计算过程为:
以载荷应力不高于装备的材料屈服强度、不改变装备的实效机理为约束,以疲劳损伤谱的等效为原则,通过软件迭代计算,倒推能产生相同疲劳损伤谱的输入载荷条件及持续时间,输出耐久振动PSD曲线;所述加速参数包括:预期的试验时间和循环次数,且在疲劳损伤谱等效的过程中,加速后的输入载荷的疲劳损伤的计算过程与原始振动时域波形图的处理过程一致。
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