[發明專利]考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法

有效

• 申請號: 201710887951.9
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107644149B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 李文亮;周煒;張祿;唐歌騰;李臣;張國勝;董軒;任春曉;張學文;崔海濤;曹琛
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 白海燕;張沫<國際申請>=<國際公布>=

1.一種考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)采用雨流計數和零均值轉化法分別將試驗場道路上和用戶道路上各通道的載荷時間歷程轉化為分區間載荷譜；

2)基于疲勞預測及Miner準則，將各通道分區間載荷譜轉化為疲勞損傷，構建多通道分區間等損傷關聯模型；

3)以單一通道為單位，對各通道整體進行歸一化：將試驗場某道路上某通道某分區間的疲勞損傷、用戶對應通道對應分區間的疲勞損傷，兩者均與用戶對應通道所有分區間損傷的和做商，然后進行歸一化處理；

其中，對于步驟1)的具體實施方法是：

假設試驗場共有k種強化道路，設試驗共取m個通道，將其中任一通道都劃分為n個載荷幅值區間，則：

針對單一通道，此通道的載荷譜矩陣為元素F_ij為在試驗場第j種道路上此通道第i區間的載荷循環次數，i＝1～n,j＝1～k；用戶載荷譜矩陣為元素H_i為在用戶道路上此通道第i區間的載荷循環次數；

基于此，對于步驟2)的具體實施方法是：

根據材料的疲勞特性，采用Miner準則，計算在試驗場不同道路上不同應力幅值區間下對應的疲勞損傷：

應力幅值區間損傷分量或耗損的疲勞壽命分量為：

式中，N_i為S-N曲線上對應于應力幅值區間σ_ai的破壞的循環次數；n_i為在應力幅值區間σ_ai下的實際工作循環次數；

設N₀為對應于疲勞極限σ_-1的疲勞極限壽命，w為常數，根據S-N曲線的Basquin關系式，有：

可得應力幅值區間損傷分量或耗損的疲勞壽命分量為：

利用公式(4)，將試驗場載荷譜矩陣和用戶載荷譜矩陣轉化為試驗場分區間疲勞損傷和用戶疲勞損傷

其中，

則建立m個通道各區間等損傷關聯模型如下：

式(5)中，矩陣元素表示為第r通道第i區間試驗場第j種道路的疲勞損傷，r＝1～m,試驗場各種道路試驗次數分配矩陣為元素α_j為試驗場第j種道路的試驗循環次數，

而用戶疲勞損傷矩陣為元素Y_i^r為第r通道第i區間用戶疲勞損傷。

2.根據權利要求1所述的考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法，其特征在于，所述步驟3)的具體實施方法是，建立關系式：

對通道整體進行了歸一化的試驗場多通道分區間損傷矩陣記為：

元素為第r通道n個區間用戶疲勞損傷的和。

3.根據權利要求2所述的考慮載荷分布及損傷一致性的多通道均衡關聯方法，其特征在于，歸一化后，根據不同通道的重要程度賦予不同的權重系數，公式(8)所示：

賦予不同權重系數后的試驗場多通道分區間損傷矩陣記為元素k^r為第r通道的權重系數。