随机载荷特征参数提取与疲劳寿命预测智能系统开发

摘要

在疲劳寿命预测过程中，对随机载荷的分析，大多采用的是考虑随机载荷的幅值和均值对疲劳损伤的影响，致使对随机载荷特征描述不够准确，影响寿命预测的准确性。
　　 针对上述这一问题，本文在分析已有疲劳理论和方法的基础上，应用信号分析与处理技术、数理统计方法和分形理论，对随机载荷进行综合分析，提取了能够准确地描述随机载荷的特征参数，包括时域参数、频域参数和形状参数。
　　 依据提取的特征参数建立了相似-疲劳寿命预测法。通过比较两个随机载荷的特征参数，判断其相似性。如果材料、加工、环境等条件都相同，并且两个随机载荷相似，则用相似-疲劳寿命法来预测寿命，即运用两个相似随机载荷的等效应力幅值关系、局部修正后的P-S-N曲线及其中一个随机载荷的寿命来计算另一个随机载荷的寿命。如果两个随机载荷不相似，则可以用P-S-N曲线和线性累积损伤理论估算疲劳寿命。
　　 为通过软件自动实现以上方法，作者开发了随机载荷的特征参数提取与疲劳寿命预测智能软件系统，该系统具有随机载荷特征参数提取与基于随机载荷特征参数的疲劳寿命预测两大功能。系统利用VB和MATLAB技术，充分发挥这两个软件的优点，使开发的系统具有运算速度快、易于开发和维护以及操作简单的优点。利用VB和Microsoft Access数据库软件的接口技术来建立数据库，使数据库的操作灵活，功能完善。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 随机载荷特征参数提取的研究现状与动态

1.2.2 疲劳寿命预测方法的研究现状与动态

1.2.3 疲劳分析软件的研究现状与动态

1.3 本文的研究内容

第2章 随机载荷的处理

2.1 随机载荷的压缩处理

2.2 循环计数法

2.2.1 循环计数方法概述

2.2.2 雨流计数法程序实现

2.3 小结

第3章 随机载荷特征参数的提取

3.1 统计分析方法在随机载荷特征参数提取中的应用

3.1.1 载荷循环的均值和幅值的概率分布类型及其拟合度检验

3.1.2 载荷循环的均值和幅值的概率分布函数的参数拟合

3.2 信号分析与处理技术在随机载荷特征参数提取中的应用

3.2.1 时域分析技术及特征参数提取

3.2.2 频域分析技术及特征参数提取

3.3 分形理论及其在随机载荷特征参数提取中的应用

3.3.1 分形理论及其应用

3.3.2 分形的数值分析

3.3.3 分形维数计算方法

3.3.4 分形维数计算方法的比较

3.3.5 随机载荷的分形参数的计算

3.4 小结

第4章 基于随机载荷特征参数的疲劳寿命预测

4.1 随机载荷的常规疲劳寿命预测

4.1.1 载荷循环的平均应力修正及等效应力幅值的累积频次统计

4.1.2 损伤累积理论及其应用

4.1.3 疲劳实验数据及其应用

4.1.4 常规疲劳寿命预测

4.2 随机载荷的相似-疲劳寿命预测

4.2.1 两个随机载荷的相似性判断

4.2.2 相似-疲劳寿命预测法

4.3 小结

第5章 随机载荷特征参数提取与疲劳寿命预测智能系统开发

5.1 软件系统功能结构及流程设计

5.1.1 系统功能分析

5.1.2 系统的流程设计

5.2 软件开发工具

5.3 软件间的接口技术

5.3.1 VB和MATLAB的接口

5.3.2 VB与MATLAB接口编程的实现

5.3.3 VB和Access2003的接口

5.3.4 VB和Access2003的接口编程的实现

5.4 软件系统应用实例

5.3 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录程序清单