CN117760709A - 一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置，方法为：采集所有工况下减震器的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比；加速度随机信号通过时域或频域的处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号并采用雨流计数方法获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；以及根据所有工况对应的有效位移信号获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；借助疲劳试验机进行不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；本发明通过对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
Description
技术领域
本发明属于耐久性试验技术领域，具体涉及一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置。
背景技术
应用于挖掘机驾驶室的减震器，通过高阻尼作用使受发动机本体产生的震动与行驶时的路面激励迅速消减，防止震动传递到驾驶室。此类设计一般选用硅油减震器，因硅油减震器刚度可通过调节内部结构实现低频时刚度升高，高频时刚度降低，满足挖掘机在不同工况下对减震器的刚度值的不同要求，如：高转速作业，低转速怠速，行驶等。
但小型挖掘机由于受空间限制，以及成本因素的影响，一般采用橡胶减震器，橡胶减震器结构主要包括外骨架、芯轴及中间橡胶填充体，为满足设计技术要求，小型挖掘机驾驶室橡胶减震器需要开展静刚度、动刚度、盐雾、拉伸、热老化、臭氧裂化、压缩永久变形、耐久等验证测试。其中橡胶减震器的耐久性测试是所有测试项目中最不可或缺的重要组成部分。其它行业工程应用减振器耐久性测试均可找到响应的标准参考，如时速低于120km/h的城市轨道交通轨道减振器耐久性测试可参考《DB/T 1716-2013轨道交通橡胶减震器》，振动压路机驾驶室和发动机底部减震器耐久性测试可参考《GB 10680-1989振动压路机用橡胶减振器技术条件》，M/N/O类汽车悬架用减震器、驾驶室用减震器及其他类减震器部件耐久性测试可参考《QC/T 491-2018汽车减振器性能要求及台架试验方法》。但其在小型挖掘机驾驶室上应用并未形成自己的适用标准，且由于和其它机械产品适用工况存在较大差异，很难将上述标准引用到小型挖掘机驾驶室橡胶减震器的测试验证中去。
除搭载整机，橡胶减震器耐久性试验主要是借助疲劳试验机的力控制或位移控制模式模拟加载工况开展试验验证。如何获取与挖掘机驾驶室减震器整个寿命周期实际使用情况相符的加载信号，是关乎橡胶减震器定寿、延寿和动力学仿真、有限元分析等计算机辅助设计的先决条件，也是作为结构疲劳试验、强化试验、加速寿命试验和可靠性试验的基础。振动位移的测试主要利用位移传感器如涡流传感器、光纤传感器、激光多普勒测振仪等直接测量。该测量方法要求有足够的空间布置位移传感器，且在被测点附近必须有可安装传感器的刚性基础，这给测量空间受限的小型挖掘机驾驶室减震器在使用过程中由于压缩变形产生的位移变化带来了困难，因此其它机械产品适用工况存在较大差异，很难将其它行业标准引用到小型挖掘机驾驶室橡胶减震器的测试验证中去。即使参考其它行业标准或根据经验确定测试参数，也很难给产品设计提供精确的测试数据支撑。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置，能够获取与挖掘机驾驶室减震器整个寿命周期实际使用情况相符的加载信号，给产品选型设计提供有效的测试数据，指导产品设计。
技术方案：第一方面本发明提供一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，包括：
采集所有工况下减震器的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命；
所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；
基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
在进一步的实施例中，采集所有工况下减震器的加速度随机信号，包括：
分别同步采集所有工况下的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号；其中，驾驶室侧连接基座与转台侧连接基座通过橡胶减震器芯轴连接，从而通过正确安装的橡胶减震器承接驾驶室和转台产生的震动力；并通过第一加速度传感器采集所有工况下的减震器芯轴端加速度信号，通过第二加速度传感器采集所有工况下外骨架端加速度信号；第一加速度传感器与芯轴刚性连接；第二加速度传感器刚性连接在减震器外骨架上。
在进一步的实施例中，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号；或者所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号。
在进一步的实施例中，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行差计算并进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效的加速度随机信号；
对有效的加速度随机信号进行第一次积分计算，获得第一次积分后的速度随机信号；
对第一次积分后的速度随机信号做高通滤波处理去除趋势项得到有效的速度随机信号；
对有效的速度随机信号进行第二次积分计算，获得第二次积分后的位移随机信号；
对第二次积分后的位移随机信号进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效位移信号，并循环处理直至获得所有工况对应的有效位移信号。
在进一步的实施例中，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行相差、积分计算，获得积分后的速度随机信号；
根据积分后的速度随机信号，绘制的速度随机信号曲线；
对速度随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得速度多项式；
根据速度多项式绘制速度多项式曲线，并在速度多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据，用于作为有效速度随机信号；
对有效速度随机信号进行积分计算，获得积分后的位移随机信号；
根据积分后的位移随机信号，绘制位移随机信号曲线；
对位移随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得位移多项式；
根据位移多项式绘制位移多项式曲线，并在位移多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据用于作为有效位移信号。
在进一步的实施例中，所有工况下减震器的加速度随机信号通过频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号。
在进一步的实施例中，所有工况下减震器的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号转换为频域数据代入傅里叶算法进行处理，分别获得加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱；
采用频谱乘法分别对加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱进行运算，获得位移相位频率谱和位移幅值频率谱；
对位移相位频率谱和位移幅值频率谱做傅里叶逆变化计算，获得可用的位移随机信号；以及根据加速度幅值频率谱信息，确定橡胶减震器耐久性试验的加载频率以及加载的幅值特性。
在进一步的实施例中，绘制的速度随机信号曲线以及绘制位移随机信号曲线的方法包括：
以积分后的速度随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为速度的速度随机信号曲线；
以积分后的位移随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为位移的位移随机信号曲线。
在进一步的实施例中，统计各工况的时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命包括：
实时从车联网上获取挖掘机使用大数据；
解析挖掘机使用大数据，获得工况信息并统计橡胶减震器在实际使用过程中各工况的实际工作时间占比，以及获取预设的橡胶减震器产品设计寿命。
第二方面本发明提供一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取装置，包括：
信号采集模块、加速度载荷数据转换模块、位移加载谱处理模块、力加载谱获取模块；
所述信号采集模块用于采集所有工况下减震器的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命；
所述加速度载荷数据转换模块用于所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
所述位移加载谱处理模块用于采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
所述力加载谱获取模块用于根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
1)同步采集小型挖掘机驾驶室减震器外骨架和芯轴处的加速度信号，通过频域或时域积分获取由于减震器橡胶填充体受压变形引起的位移信息；
2)通过低频衰减积分算法、低频截止算法、多项式拟合、高通滤波等方式去除由于积分引入的常数项、线性趋势项或多次趋势项等误差，提高位移数据精度。
3)通过雨流计数，获取不同位移幅值对应的加载循环数，结合产品设计寿命以及各工况占比，对位移信息进行全寿命周期载荷外推，获取全寿命周期不同位移幅值载荷循环数。
4)借助疲劳试验机，预加载后开展不同载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，该力载荷信息可作为后期平替或优化产品的加载谱。
附图说明
图1是本发明一种驾驶室橡胶减震器试验加载谱获取的流程图；
图2是本发明橡胶减震器试验的实施例图。
附图标记：1-第一加速度传感器；2-驾驶室侧连接基座；3-转台侧连接基座；4-第二加速度传感器；5-减震器。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
结合图1进一步说明本发明的橡胶减震器5试验加载谱获取装置，该装置包括：
信号采集模块、加速度载荷数据转换模块、位移加载谱处理模块、力加载谱获取模块；
信号采集模块用于采集所有工况下减震器5的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器5产品设计寿命；
加速度载荷数据转换模块用于所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
位移加载谱处理模块用于采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器5产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
力加载谱获取模块用于根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
在本实施例中信号采集模块包括统计各工况的时间的车联网数据平台以及用于分别同步采集所有工况下的减震器5芯轴端和外骨架端加速度随机信号的加速度信号采集模块。
加速度载荷数据转换模块，具备时频转换、多项式拟合、高通滤波、积分运算、加减运算等功能。可对减震器5芯轴端和外骨架端加速度随机信号进行时域或者频域处理，将其转换成有效位移随机信号。
位移加载谱处理模块具备雨流计数、载荷外推等功能。可根据各工况时间占比、雨流计数获得的不同位移幅值对应的循环次数以及橡胶减震器5产品寿命设计目标进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期不同位移幅值载荷循环数。
力加载谱获取模块是借助疲劳试验机，开展不同载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；根据载荷外推获得的不同位移幅值对应的循环数以及疲劳试验机获得的不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数，以此加载谱作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
结合图2进一步说明本发明的信号采集模块，其硬件上的改进采用体积较小的加速度传感器与减震器5外骨架和芯轴刚性连接，测量减震器5输出和输出端加速度实信号，通过信号积分处理获取由于减震器5橡胶填充体受压变形的位移信息，从而能够解决挖掘机驾驶室橡胶减震器5处由于空间限制无法布置体积较大的位移传感器，难获取实际使用过程中的位移信息。
在分别同步采集所有工况下的减震器5芯轴端和外骨架端的加速度随机信号的过程中，驾驶室侧连接基座2与转台侧连接基座3通过橡胶减震器5芯轴连接，从而通过正确安装的橡胶减震器5承接驾驶室和转台产生的震动力；并通过第一加速度传感器1采集所有工况下的减震器5芯轴端加速度信号，通过第二加速度传感器4采集所有工况下外骨架端加速度信号；第一加速度传感器1与芯轴刚性连接；第二加速度传感器4刚性连接在减震器5外骨架上。
基于上述橡胶减震器5试验加载谱获取装置获取加载谱的方法如下：
S1：采集所有工况下减震器5的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器5产品设计寿命；
S2：所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
S3:采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；
S4：基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器5产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
S5：根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
优选的S1中采集所有工况下减震器5的加速度随机信号的方法包括：
分别同步采集所有工况下的减震器5芯轴端和外骨架端的加速度随机信号。
优选的S1中统计各工况的时间占比、以及获取橡胶减震器5产品设计寿命的方法包括：
实时从车联网上获取挖掘机使用大数据；
解析挖掘机使用大数据，获得工况信息并统计橡胶减震器5在实际使用过程中各工况的实际工作时间占比，以及获取预设的橡胶减震器5产品设计寿命。
优选的S2中测试加速度信号均值可能不为零,经二次积分获得的位移,会引入常数项、线性趋势项或多次趋势项等误差，位移振幅值将产生严重偏移趋势项,极大地影响了测量的准确程度。为解决此问题，本发明从频域和时域两个方面提出使用低频衰减积分算法、低频截止算法、多项式拟合、高通滤波等方式消除误差，因此所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号；或者所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号。
进一步的，所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器5芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行差计算并进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效的加速度随机信号；
对有效的加速度随机信号进行第一次积分计算，获得第一次积分后的速度随机信号；
对第一次积分后的速度随机信号做高通滤波处理去除趋势项得到有效的速度随机信号；
对有效的速度随机信号进行第二次积分计算，获得第二次积分后的位移随机信号；
对第二次积分后的位移随机信号进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效位移信号，并循环处理直至获得所有工况对应的有效位移信号。
进一步的，所有工况下减震器5的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器5芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行相差、积分计算，获得积分后的速度随机信号；
根据积分后的速度随机信号，绘制的速度随机信号曲线；以积分后的速度随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为速度的速度随机信号曲线；
对速度随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得速度多项式；
根据速度多项式绘制速度多项式曲线，并在速度多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据，用于作为有效速度随机信号；
对有效速度随机信号进行积分计算，获得积分后的位移随机信号；
根据积分后的位移随机信号，绘制位移随机信号曲线；以积分后的位移随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为位移的位移随机信号曲线；
对位移随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得位移多项式；
根据位移多项式绘制位移多项式曲线，并在位移多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据用于作为有效位移信号；
优选的S2中所有工况下减震器5的加速度随机信号通过频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器5的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号；
进一步的，所有工况下减震器5的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器5芯轴端和外骨架端的加速度随机信号转换为频域数据代入傅里叶算法进行处理，分别获得加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱；
采用频谱乘法分别对加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱进行运算，获得位移相位频率谱和位移幅值频率谱；
对位移相位频率谱和位移幅值频率谱做傅里叶逆变化计算，获得可用的位移随机信号；以及根据加速度幅值频率谱信息，确定橡胶减震器5耐久性试验的加载频率以及加载的幅值特性；在本实施例中将时间同步的减震器5芯轴端以及外骨架端加速度随机信号，进行傅里叶变换处理，得到加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱，通过频谱乘法运算获得位移相位频率谱和位移幅值频率谱，对位移相位频率谱和位移幅值频率谱做傅里叶逆变化，获得可用的位移随机信号。
综上所述，本发明同步采集小型挖掘机驾驶室减震器5外骨架和芯轴处的加速度信号，通过频域或时域积分获取由于减震器5橡胶填充体受压变形引起的位移信息；通过低频衰减积分算法、低频截止算法、多项式拟合、高通滤波等方式去除由于积分引入的常数项、线性趋势项或多次趋势项等误差，提高位移数据精度。通过雨流计数，获取不同位移幅值对应的加载循环数，结合产品设计寿命以及各工况占比，对位移信息进行全寿命周期载荷外推，获取全寿命周期不同位移幅值载荷循环数。借助疲劳试验机，预加载后开展不同载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，该力载荷信息可作为后期平替或优化产品的加载谱。
本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，包括：
采集所有工况下减震器的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命；
所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；
基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，采集所有工况下减震器的加速度随机信号，包括：
分别同步采集所有工况下的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号；其中，驾驶室侧连接基座与转台侧连接基座通过橡胶减震器芯轴连接，从而通过正确安装的橡胶减震器承接驾驶室和转台产生的震动力；并通过第一加速度传感器采集所有工况下的减震器芯轴端加速度信号，通过第二加速度传感器采集所有工况下外骨架端加速度信号；第一加速度传感器与芯轴刚性连接；第二加速度传感器刚性连接在减震器外骨架上。
3.根据权利要求2所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号；或者所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号。
4.根据权利要求3所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、高通滤波处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行差计算并进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效的加速度随机信号；
对有效的加速度随机信号进行第一次积分计算，获得第一次积分后的速度随机信号；
对第一次积分后的速度随机信号做高通滤波处理去除趋势项得到有效的速度随机信号；
对有效的速度随机信号进行第二次积分计算，获得第二次积分后的位移随机信号；
对第二次积分后的位移随机信号进行高通滤波处理去除趋势项，获得有效位移信号，并循环处理直至获得所有工况对应的有效位移信号。
5.根据权利要求3所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法进行差值计算、积分运算、多项式拟合处理，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号进行相差、积分计算，获得积分后的速度随机信号；
根据积分后的速度随机信号，绘制的速度随机信号曲线；
对速度随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得速度多项式；
根据速度多项式绘制速度多项式曲线，并在速度多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据，用于作为有效速度随机信号；
对有效速度随机信号进行积分计算，获得积分后的位移随机信号；
根据积分后的位移随机信号，绘制位移随机信号曲线；
对位移随机信号曲线进行多项式拟合去除曲线中的趋势项，获得位移多项式；
根据位移多项式绘制位移多项式曲线，并在位移多项式曲线上抽取等距点，其中，等距点的坐标数据用于作为有效位移信号。
6.根据权利要求2所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，所有工况下减震器的加速度随机信号通过频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
所有工况下减震器的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号。
7.根据权利要求2所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，所有工况下减震器的加速度随机信号变换为频域数据后进行傅里叶变换、频域乘法、傅里叶逆变换，获得所有工况对应的有效位移信号的方法包括：
将同步采集的减震器芯轴端和外骨架端的加速度随机信号转换为频域数据代入傅里叶算法进行处理，分别获得加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱；
采用频谱乘法分别对加速度相位频率谱和加速度幅值频率谱进行运算，获得位移相位频率谱和位移幅值频率谱；
对位移相位频率谱和位移幅值频率谱做傅里叶逆变化计算，获得可用的位移随机信号；以及根据加速度幅值频率谱信息，确定橡胶减震器耐久性试验的加载频率以及加载的幅值特性。
8.根据权利要求5所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，绘制的速度随机信号曲线以及绘制位移随机信号曲线的方法包括：
以积分后的速度随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为速度的速度随机信号曲线；
以积分后的位移随机信号，绘制横轴为时间，纵轴为位移的位移随机信号曲线。
9.根据权利要求1所述的一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法，其特征在于，统计各工况的时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命包括：
实时从车联网上获取挖掘机使用大数据；
解析挖掘机使用大数据，获得工况信息并统计橡胶减震器在实际使用过程中各工况的实际工作时间占比，以及获取预设的橡胶减震器产品设计寿命。
10.一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取装置，其特征在于，包括：
信号采集模块、加速度载荷数据转换模块、位移加载谱处理模块、力加载谱获取模块；
所述信号采集模块用于采集所有工况下减震器的加速度随机信号，统计各工况的实际工作时间占比、以及获取橡胶减震器产品设计寿命；
所述加速度载荷数据转换模块用于所有工况下减震器的加速度随机信号通过时域处理方法或频域处理方法，获得所有工况对应的有效位移信号；
所述位移加载谱处理模块用于采用雨流计数方法，分析所有工况对应的有效位移信号，获得每个工况中不同位移幅值对应的循环次数；基于各工况的实际工作时间占比、橡胶减震器产品设计寿命对所有工况对应的有效位移信号进行全寿命周期载荷外推，获得全寿命周期载荷中不同位移幅值载荷对应的循环数；并借助疲劳试验机，开展不同位移载荷幅值循环的耐久性试验，试验过程中同步采集不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息；
所述力加载谱获取模块用于根据全寿命周期不同位移幅值对应的循环数、不同的位移载荷幅值循环对应的力载荷信息，得到不同力载荷对应的加载循环数用于作为后期平替产品的设计或优化产品的加载谱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311562741.4A CN117760709A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311562741.4A CN117760709A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117760709A true CN117760709A (zh) | 2024-03-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311562741.4A Pending CN117760709A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种橡胶减震器耐久性试验加载谱获取方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117760709A (zh) |
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2023
- 2023-11-21 CN CN202311562741.4A patent/CN117760709A/zh active Pending
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