雨流計數(shù)法的應用

1、雨流計數(shù)法 循環(huán)計數(shù)法：將不規(guī)則、隨機的載荷-時間歷程轉化為一系列循環(huán)的方法，稱為“循環(huán)計數(shù)法”。 雨流計數(shù)法是其中的一種。適合以典型載荷譜段為基礎的重復歷程，簡單易行，易于計算機編程，每個波峰、波谷只計數(shù)一次。雨流計數(shù)法的原理 根據(jù)原始的時間-載荷譜圖(圖a)重新安排時間-載荷譜,以絕對值最大的點為起點(圖b)。 以時間為縱軸、載荷為橫軸,重新繪制載荷-時間圖。雨流依次從每個峰或谷的上側流下,直到對面有個比其起點更高的峰值(或更低的谷值)后停下；另一側的雨流滴下就停止(圖c)。 谷內雨流遇到上層落下的來流時立即停止(圖c)。 記錄所有全循環(huán)(圖d)的峰值和均值.雨流計數(shù)法在程序中的具體實施

2、雨流計數(shù)法在程序中的實現(xiàn)方法將分為數(shù)據(jù)壓縮、重新排序和循環(huán)數(shù)提取三個步驟完成。數(shù)據(jù)壓縮 數(shù)據(jù)壓縮的目的是將原始的數(shù)據(jù)進行過濾，使其只包含波峰波谷值。 數(shù)據(jù)壓縮又分為等值數(shù)壓縮、峰谷值提取和無效幅值去除三步。數(shù)據(jù)壓縮的算法 等值數(shù)壓縮：順序讀入數(shù)據(jù)，判斷i點與i+1點是否相等，若不相等則儲存i點數(shù)據(jù)；若相等則讀入下一數(shù)據(jù)。 峰谷值提?。喉樞蜃x入數(shù)據(jù)，計算i點數(shù)據(jù)與i-1點、i+1點和i點數(shù)據(jù)的差值相乘。若積小于0，則存儲i點數(shù)據(jù)，否則讀入下一點。 無效幅值去除：給定判斷條件（如指定數(shù)據(jù)最大差程的10%），順序讀入數(shù)據(jù)，計算計算i點數(shù)據(jù)與i-1點、i+1點和i點數(shù)據(jù)的差的絕對值，如果均大于等于判定

3、條件，則存儲i點數(shù)據(jù)，否則讀入下一點。雨流計數(shù)法的算法 (1)按載荷譜順序讀入數(shù)據(jù)，直至數(shù)據(jù)完畢。 (2)讀入下一峰、谷值。若數(shù)據(jù)完畢，則停止。 (3)若數(shù)據(jù)點數(shù)少于3，則返回(2)；若數(shù)據(jù)點數(shù)大于三，則有最后讀入的3點計算變程X和Y。規(guī)定第一點和第二點的差的絕對值為Y，第二點和第三點的差的絕對值為X。 (4)比較X和Y的大小。若XY則返回(2)；若XY，則進行(5). (5)將Y記做一個循環(huán)，刪除與Y相應的峰谷值，返回(3)。ANSYS中過盈配合的模擬 有限元中過盈配合的模擬主要有三種方法：通過幾何模擬，應用溫度法模擬，通過接觸設置模擬。 溫度法通過給零件施加不同的溫度，產(chǎn)生“熱脹冷縮”的效

4、應來模擬過盈。 這里主要討論幾何模擬和接觸模擬兩種方法。 首先應明確有限元模型對幾何模型進行了離散化。這就使幾何模型與有限元模型產(chǎn)生了差異。 過盈配合所致的接觸分析的難點在于如何確定初始接觸狀態(tài)。初始接觸狀態(tài)設置得不對，會導致錯誤的計算結果或者不準確的計算結果 因此若想通過幾何來模擬過盈配合，應該盡量細化接觸面的網(wǎng)格，但同時也增加了計算量。 另外，在進行接觸分析時（尤其是可能存在間隙的情況）建議設置兩個載荷步，先施加較小的載荷，使接觸面真正接觸，在施加完全載荷進行計算。 推薦通過合理設置接觸參數(shù)的方法來進行過盈配合的模擬。 原理：ANSYS中的初始接觸狀態(tài)包含兩個部分，節(jié)點間的幾何位置和初始侵

5、入量（由參數(shù)CNOF確定）。若設置求解控制參數(shù)KEYOPT(9)=4，則求解時將不考慮節(jié)點的幾何位置的影響。接觸設置中另一參數(shù)為實常數(shù)Icont，用來設置接觸面間過盈或間隙的誤差范圍。這樣，通過KEYOPT(9)和Icont的合理設置就可以通過CNOF來設定過盈量了。通過幾何模擬過盈量（左圖）和通過初始偏移量模擬過盈（右圖）的結果對比ANSYS中的動力學分析方法 ANSYS的瞬態(tài)動力學分析方法主要有三種： 完全法（直接積分法）。采用完整的系統(tǒng)矩陣計算瞬態(tài)響應。它是三種方法中功能最強的，可以處理各種非線性特性，如塑性、大變形、大應變等。也是耗費資源最大的。 縮減法。通過主自由度及縮減矩陣壓縮問題

6、規(guī)模。在主自由度的位移被計算出來后，可將解擴展到完整自由度集上。 模態(tài)疊加法。通過對模態(tài)分析得到的振型乘上一定的因子然后求和來計算結構響應。各方法的優(yōu)缺點完全法模態(tài)疊加法縮減法優(yōu)點易于使用允許各種非線性使用完整矩陣單一過程計算所有結果可以實現(xiàn)在實體上加載允許各種非線性可得到包括瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)的各種響應速度快模態(tài)分析單元載荷（壓力、溫度、加速度等）可用于瞬態(tài)分析得到更平滑、精確的響應曲線允許考慮模態(tài)阻尼比完全法快缺點計算費用高恒定時間步長不能計算非線性，只能包含簡單的點點接觸不能施加強制非零位移需要擴展得到完整結果不能施加單元載荷所有載荷必須施加在主自由度上時間步長恒定只支持簡單的點點接觸完全法求解瞬態(tài)動力學的問題 阻尼比如何確定 時間步長的確定，關心的響應頻率如何確定？是否只關心比激振力頻率小的固有頻率就可以了？ 是否要分別對整體模型和單隔板模型分別進行模態(tài)分析來修正單隔板模型的邊界條件。（部分模態(tài)會丟失，影響結構