理论教育 疲劳统计方法介绍-主动反射面索网结构设计与施工技术研究

疲劳统计方法介绍-主动反射面索网结构设计与施工技术研究

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:统计FAST在30年天文观测中的索网拉索不同应力幅下的疲劳次数,即将计算分析得到的载荷-时间历程简化为一系列的全循环或半循环的过程,可称为计数法[13]。疲劳分析的可靠性在很大程度上取决于所采用的计数法。而FAST的疲劳统计是要得到不同应力幅下的疲劳次数,所以峰值计数法不能够适用。4)雨流计数法[15-16]雨流计数法简称雨流法,相对以上单参数法较为复杂。

疲劳统计方法介绍-主动反射面索网结构设计与施工技术研究

统计FAST在30年天文观测中的索网拉索不同应力幅下的疲劳次数,即将计算分析得到的载荷-时间历程简化为一系列的全循环或半循环的过程,可称为计数法[13]。国内外已发展的计数法有十余种。疲劳分析的可靠性在很大程度上取决于所采用的计数法。同一载荷-时间历程采用不同的计数法有时会产生较大的差别。从统计观点上看,计数法大体上可以分为两类[14]:单参数法(只考虑载荷循环中的一个变量,譬如变程)和双参数法(同时考虑两个变量)。单参数法主要包括:峰值计数法、穿级计数法和量程计数法。双参数法现在最主流的是雨流计数法。

两类方法都存在其优缺点,单参数计数是目前工程应用最多的计数法,它具有概念明了、操作简单等优点。但用单参数计数法对结构进行预测计算时,主要采用载荷累积频次分布形式和S-N曲线,计数中丢失了一些有价值的参数,如载荷的先后次序、中值等,因而预测精度受到影响。双参数计数的最大优点是同时记下了载荷的起讫点和中值。此外,还可得到载荷的不规则度系数I和导出单参数计数结果等。但双参数计数一般比单参数计数复杂,特别是雨流计数法。下面将分别介绍并进行对比。

1)峰值计数法

简单的峰值计数法就是将所有应力的极大值和极小值都分别统计出来。但一般只统计平均值以上的极大值和平均值以下的极小值。这种计数法的出发点是这个过程在一个统计时间平均内是对称于均值,即假定这个过程是广义各态历经的。这种计数方法的结果不能提供有关应力极大值和极小值的顺序的任何信息。而FAST的疲劳统计是要得到不同应力幅下的疲劳次数,所以峰值计数法不能够适用。

2)穿级计数法

穿级计数法即把整个应力范围分为若干个应力水平等级(一般取等间距),然后统计出沿着正斜率(应力增加)或者负斜率(应力减小)穿过给定的应力水平的次数。这是一种比较简单的分析时间历程的方法,使用这种方法也会将实际应力的顺序信息完全丢失。

这个方法要求在进行FAST的疲劳统计前要预估到这个30年时间内的应力范围,并且给定应力水平。另外,该方法与峰值计数法类似,不能统计出不同应力幅范围,所以难以用于FAST工程。

3)量程计数法(www.daowen.com)

量程计数法和前面两种计数方法不同,统计的是特征时间的应力变化值。量程的定义为应力曲线从极小值到随后的极大值(正变程)或者从极大值到随后的极小值(负变程)的距离,即两个相邻的极值之间的差值(半个应力循环)。

虽然此方法也会完全丢失实际峰值的位置和它们值的信息,但是对FAST不同应力幅范围的统计是没有影响的,并且计数方法操作起来简单明了。

4)雨流计数法[15-16]

雨流计数法简称雨流法,相对以上单参数法较为复杂。它根据载荷历程得到全部的载荷循环,分别计算出全循环的幅值,并根据这些幅值得到不同幅值区间内所具有的频次。

计数原理:载荷历程形同一座高层建筑物,雨点依次从上往下流动,根据雨点向下流动的轨迹从而确定出载荷循环,并计算每个循环的幅值大小。

计数规则:①以最高峰值或者最低谷值为雨流的起点,视二者的绝对值哪个更大而定;②雨流依次从每次峰值或者谷值的内侧往下流,在下一个峰值或者谷值处落下,直到对面有一个比开始的峰值更大或者谷值更小的值时停止;③当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨流时即停止;④取出所有的全循环,并记录下来。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈