[發(fā)明專利]一種基于核密度估計(jì)的履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710054130.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN106886638B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海鷗;張文勝;徐宜;張洪彥;席軍強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);中國(guó)北方車輛研究所
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王一;王濤

本發(fā)明涉及一種基于核密度估計(jì)的履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制方法，包括如下步驟：步驟S1、履帶車輛扭矩載荷樣本數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理；步驟S2、依次通過(guò)第一次兩次雨流計(jì)數(shù)、均幅值極值推斷、第二次雨流計(jì)數(shù)、二維核密度估計(jì)、多工況合成與外推生成二維載荷譜。本發(fā)明采取兩次雨流計(jì)數(shù)，第一次雨流計(jì)數(shù)結(jié)果用于均幅值極值推斷，第二次雨流計(jì)數(shù)結(jié)果用于核密度估計(jì)，既能很好地?cái)M合均幅值分布，又能對(duì)實(shí)測(cè)雨流矩陣做合理外推。采用本方法編制出的載荷譜與實(shí)測(cè)雨流矩陣具有高度相似的概率密度分布，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)測(cè)雨流矩陣的合理外推，達(dá)到了預(yù)期效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛可靠性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于核密度估計(jì)的履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制方法。

背景技術(shù)

載荷譜是進(jìn)行車輛受載零部件機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和疲勞試驗(yàn)的基本依據(jù)，獲得符合實(shí)際使用情況的載荷譜則成為車輛零部件抗疲勞設(shè)計(jì)的重要前提。由于載荷循環(huán)包含幅值和均值兩個(gè)維度，能反映材料力學(xué)特性的雙參數(shù)雨流計(jì)數(shù)法成為現(xiàn)今載荷譜編制過(guò)程中通用的計(jì)數(shù)方法。基于典型任務(wù)的對(duì)數(shù)當(dāng)量壽命概率分布，閻楚良提出了具有高置信度的中值疲勞載荷譜編制原理，提高了飛機(jī)結(jié)構(gòu)定壽和延壽的可靠性。已有文獻(xiàn)分別在軍用履帶車輛傳動(dòng)裝置耐久性評(píng)價(jià)與疲勞壽命預(yù)測(cè)方面做了相關(guān)研究。在對(duì)雨流矩陣做概率分布擬合時(shí)，與傳統(tǒng)參數(shù)法相比，非參數(shù)法的擬合效果更具優(yōu)勢(shì)，其中核密度估計(jì)法得到越來(lái)越多的研究和應(yīng)用，但其與編譜流程的有機(jī)結(jié)合則較少被關(guān)注。

疲勞分析和試驗(yàn)常用的載荷譜包含二維載荷譜、一維載荷譜和八級(jí)程序譜。軍用履帶車輛的傳動(dòng)裝置、行走裝置、行駛路面和駕駛操作有別于一般車輛，這些特點(diǎn)使其行駛載荷復(fù)雜多變，傳動(dòng)系零部件發(fā)生疲勞破壞的故障率高，故編制出可信度較高的傳動(dòng)系定壽載荷譜對(duì)車輛的可靠性提升具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種基于核密度估計(jì)的履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制方法，用以解決現(xiàn)有履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制的可信度問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于核密度估計(jì)的履帶車輛傳動(dòng)軸載荷譜編制方法，包括如下步驟：步驟S1、履帶車輛傳動(dòng)軸扭矩載荷樣本數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理；

步驟S2、將預(yù)處理后的扭矩載荷樣本數(shù)據(jù)依次通過(guò)第一次雨流計(jì)數(shù)、均幅值極值推斷、第二次雨流計(jì)數(shù)、二維核密度估計(jì)、多工況合成與外推生成二維載荷譜。

進(jìn)一步，所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S201、將預(yù)處理后的扭矩載荷樣本數(shù)據(jù)按檔位進(jìn)行分割統(tǒng)計(jì)，確定各檔位第一次雨流計(jì)數(shù)的扭矩范圍和組數(shù)；

步驟S202、根據(jù)步驟S201得到的雨流計(jì)數(shù)的扭矩范圍和分組對(duì)各檔位扭矩載荷樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次雨流計(jì)數(shù)，得到各檔位雨流矩陣；

步驟S203、根據(jù)各檔位雨流矩陣作均幅值極值推斷，得到各檔位均幅值極值；

步驟S204、選取步驟S203計(jì)算得到的所有檔位均值極大值中的最大值、均值極小值中的最小值、幅值極大值中的最大值和幅值極小值中的最小值，由選取的均值范圍和幅值范圍推導(dǎo)得到扭矩范圍，作為第二次雨流計(jì)數(shù)的扭矩范圍，再選定分組數(shù)，生成新的雨流矩陣；

步驟S205、采用基于高斯核的二維核密度估計(jì)，得到各檔位新雨流矩陣的密度估計(jì)；所述二維核密度估計(jì)的扭矩范圍和分組數(shù)與第二次雨流計(jì)數(shù)的扭矩范圍和分組數(shù)相同；

步驟S206、多工況合成及外推得到各工況外推載荷頻次，結(jié)合步驟S205得到的各檔位新雨流矩陣的密度估計(jì)得到二維載荷譜。