随机载荷的载荷谱
基于随机载荷谱的构架疲劳强度研究
１ 倒梁； ２ 一横 梁 ； ３ 一辅 助 横 梁 ； ４ 抗 侧 滚扭 杆 座 ； ５ 一横 向挡 座 ６ 轴 箱定 位 转 臂 座 ； ７ 一牵 引 拉 杆 座 ； ８ 盘形 制 动 吊座 ； ９ 一 手 制 动 安 装座 ； ｌ Ｏ ～ 高度 阀安 装 座 ； １ １ 横 向减 振 器 座 ； １ ２ 一 空 气 弹簧 安 装 座 ； １ ３ 一风 管 安 装 座 ； １ ４ 抗 蛇行 减 振 器 座 ； ｌ ５ 一 二 系 垂 向减 振 器 座 ； ｌ ６ 一一 系 垂 向 减 振 器座 。
进 行 比 较 。对 比结 果 表 明 ， 两 种 方 法 得 到 的构 架 疲 劳 危 险 区域 基 本 一 致 ， 而 基 于 随 机 载 荷 谱 的 疲 劳 分 析 方 法 预 测 出构 架 疲 劳 寿命 更保 守 。
关键 词 弹性 构 架 ； 随 机 载 荷 ；疲 劳 强 度 ； 疲 劳 试 验
第 ３ ３卷 第 ２期
２ Ｏ １ ３年 ４月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ Ｌ Ｗ ＡＹ Ｉ ＯＣＯＭ ＯＴＩ ＶＥ ＆ ＣＡＲ
Ｖｏ１ ． ３ ３ Ｎｏ． ２
Ａ Ｄｒ ． ２ ０１ ３
文章 编号 ： １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ２ １ —０ ５
一
段 区域作 为焊 缝 区来 考 虑 ， 根 据文 献 ［ ７ ］ 关 于直 角 角 ≤ｈ ｆ ≤１ ． ２ 。 ， 其 中
焊缝 焊脚 高度 ｈ 的 规定 ， 取 １ ． ５
２ 构 架 疲 劳 强 度 分 析
图 １ 构 架 结构 组成
２ ． １ 基 于随机 载荷 谱 的疲 劳寿命 预测 构 架 的随机 疲劳 寿命 分析 需要 结合 多 体 动力 学 、 有 限元和 疲 劳强 度 等理 论 并通 过 ＭＢ Ｓ与 Ｆ Ｅ Ｍ 联 合 分 析 手 段实 现 ， 其基本 流程 如 图 ３ 所示。
飞机系统课堂笔记第1-5章
�保证强、刚度足够而重量最轻�一般为 1.5～2 剩余强度系数 结构破坏载荷与设计载荷的比值，即
η=
P破坏 P设计
P 破坏是指整个结构破坏时所承受的最大载荷。 一般取 1.03～1.1 五、 飞机刚度要求 即结构变形限制 主要包括： �翼面挠度及扭转角限制：防止翼面气动性变差 及副翼反逆。 �相关结构变形限制：操纵与传动机构不卡阻。 �机、尾翼颤振临界速度限制：颤振临界速度应 大于最大允许飞行速度。 六、 飞机结构强、刚度试验 1.静力试验 对飞机及部件在使用载荷、设计载荷和破坏载荷下 的应力进行分析，得出实际的安全系数和剩余强度系 数，与设计参数进行比较，并测量变形以校核其刚度。 2.动力试验 对受冲击载荷与交变载荷的飞机部件（如起落架、 机翼）进行 冲击试验、疲劳试验
梁式机翼结构特点 梁：最强壮，抗弯（上缘条受压、下缘条受拉） 、剪（腹 板） ，承受弯矩和剪力。 墙：抗剪，受剪力。 桁条：少而弱，支撑蒙皮，受少量弯矩。 蒙皮：维持外形，受气动力。构成合围框抵抗扭转变形， 承受扭矩。 翼肋： 支撑蒙皮和桁条， 维持翼型； 安装部件 （加强肋） 。 单块式机翼 优缺点：重量轻，刚度大，适于高速飞机；不便于开口。 结构特点：�有墙无梁或梁弱；�墙抗剪，受剪力；�桁 条多而强；④蒙皮厚，蒙皮与桁条组成壁板。 抵抗弯曲变形（上压下拉） ，承受弯矩； 构成合围框，抵抗扭转变形，承受扭矩。
2.机翼质量力（重力和惯性力） �与飞机过载成正比； �属于分布力； 分布特点： �合力（ q 机翼）作用于重心线上； �方向与升 力反向；�大小与弦长成正比。 3.部件质量力（部件重量和惯性力） �属于集中力；�与部件质量和过载成正比；�合力 P 部件作用于部件重心处；④方向与升力反向，会使机 翼根部受力减小。 三、部件卸载作用 在机翼上安装部件，可以使机翼根部受力减小，叫 做部件卸载作用。 四、 机翼变形和内力 基本变形：拉、压、弯、剪、扭。 组合变形：基本变形的组合。 内力：轴力（拉、压） 、弯矩、扭矩、剪力。 应力：正应力，剪应力 机翼的变形：弯（上压下拉） 、扭（压力中心、重心、 刚心三心不重合所致） 、剪切 五、机翼结构型式 1.杆系结构：布蒙皮机翼，早期低速飞机用。 2.薄壁结构 � 梁式机翼：梁式、双梁式、多梁式
载荷谱数据处理方法
载荷谱数据处理方法载荷谱是指一段时间内物体所承受的力、压力、振动或其他形式的载荷的统计特性。
在工程领域中，载荷谱数据处理是一项重要的任务，它有助于评估和预测材料的耐久性、结构的可靠性以及设备的寿命。
本文将介绍一些常见的载荷谱数据处理方法。
首先，载荷谱数据的收集是处理的第一步。
可以通过传感器或仪器来采集实际工况中的载荷数据。
采集到的数据可以是时间域数据，即载荷随时间变化的曲线；也可以是频域数据，即载荷在不同频率上的分布。
在处理时间域数据时，最常用的方法是统计分析。
主要包括平均值、方差、标准差、峰值等统计量的计算。
通过对载荷谱数据进行统计分析，可以获得载荷的统计特性，例如均值和标准差可以反映载荷的平均水平和波动程度。
另一个重要的处理方法是周期性分析。
周期性分析主要通过傅里叶变换将时间域数据转换为频域数据。
频域数据可以提供载荷在不同频率上的成分和能量分布情况。
常用的周期性分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度函数和自相关函数等。
对于频域数据，常用的处理方法有滤波和降阶。
由于实际工况中的载荷往往包含大量的噪声和杂波，因此需要对频域数据进行滤波处理，以提取感兴趣的载荷成分。
常用的滤波方法包括高通滤波、低通滤波和带通滤波等。
另一个常见的处理方法是降阶。
降阶是指通过分析载荷谱数据，将其表示为少量的载荷模态或载荷历程。
通过降阶处理，可以减少数据的维度，简化数据分析的计算量，并提取载荷谱中的主要特征。
此外，还可以将载荷谱数据进行模式识别和分类。
模式识别是指通过对载荷谱数据进行特征提取和分类，将不同类型的载荷进行识别和区分。
常用的模式识别方法包括主成分分析、聚类分析和支持向量机等。
最后，载荷谱数据的可视化也是一种常用的处理方法。
通过将载荷谱数据绘制成图表，可以直观地展示载荷的变化规律和分布特征。
常用的可视化方法包括时间域波形图、频域功率谱图、雨流计数图等。
综上所述，载荷谱数据处理是评估和预测材料、结构和设备性能的关键环节。
载荷谱
载荷谱载荷谱是整机结构或零部件所承受的典型载荷时间历程，经数理统计处理后所得到的表示载荷大小与出现频次之间关系的图形、表格、矩阵和其他概率特征值的统称。
机械结构部件多是在交变载荷作用下服役，因为载荷的变化，结构材料内部的应力应变也在发生变化，从而导致裂纹的产生、扩张，发生断裂，这个过程就是疲劳失效，大多数机械部件的失效都是疲劳失效。
载荷谱的研究对疲劳失效有很大作用。
载荷谱是进行可靠性设计的依据，是零部件结构定寿、延寿和动力学仿真、有限元分析等计算机辅助设计的先决条件，也是作为结构疲劳试验、强化试验、加速寿命试验和可靠性试验的基础。
一般机械产品，其载荷谱的编制流程如下：(1) 载荷样本数据的获取载荷数据一般通过产品现场工作时实测的途径来获取。
(2) 平稳性检验通过实测方法获得的载荷数据往往是一种随机过程，而在随机过程分析中，一组数据是否为平稳和历态的，对其进行统计处理所采用的方法是不相同的，因此需对试验获得的载荷数据进行平稳性分析。
(3) 无效幅值的去除测试获得的载荷数据中有许多载荷值小的循环，将不能构成疲劳损伤的小量载荷循环去除即为无效幅值的去除。
通过对无效幅值进行压缩和去除可以缩短试验时间，同时降低试验费用。
(4)载荷循环的统计计数将载荷-时间历程转化为系列载荷循环的过程叫做“计数法”。
在进行疲劳寿命分析时，常常以载荷-时间历程的损伤量为依据，对统计计数结果进行加速编辑。
(5) 总体分布的估计通过雨流计数法对随机载荷进行计数得到的是载荷均值和载荷幅值，之后进行统计处理得到二元（均值和幅值）随机变量的联合分布矩阵，采用二维（幅值和均值）函数进行分布参数的估计。
分布函数获得后，利用假设检验对幅值和均值分布函数进行检验，最后分析二者的相关性，确定最优分布模型。
不同的机械产品，其载荷谱的采集及编制方法均有所不同。
在对汽车零部件疲劳失效研究中，通常采集关键部位（如稳定连接杆、横拉杆等）的应变载荷和加速度信号作为载荷数据。
第三章机械系统的载荷特性和动力机选择
4.载荷按是否随时间变化，可分为静载荷与动载荷
两大类。
静载荷是指大小、方向和位置都不变的载荷 （如自重），反之则为动载荷。 工程上静载荷的情况极少，但由于其形式简单，故 工程实际中有时也将一些动载荷简化处理成静载荷， 以简化设计计算。
工程上常把载荷随时间的变化称为载荷——时间历程，
特性相适应。
三、液压马达的种类、机械特性及其选择
1.液压马达是液压能转化为机械能的பைடு நூலகம் 量转化装置。在液压系统中液压马达是 当做执行原件来使用的。
2.目前低速大转矩液压马达应用较普遍。
四、气压马达的种类、机械特性及其选择
1.气压马达是以压缩空气为动力输出转矩， 驱动执行机构作旋转运动的动力装置。 2.气动马达的选用主要从负载特性考虑。 如变负载，稳定负载等等方面。
平稳随机过程，简称平稳过程或稳态过程。反之， 称为非平稳随机过程。 若平稳随机过程整个母体的概率分布与任何一个 样本的概率分布相同，即一个平稳随机过程在任 何时刻得到的样本都与在另一时刻得到的另一样 本相同，则这种平稳随机过程称为各态历经的随 机过程。
各态历经的随机过程必然是平稳随机过程，但不是所 有的平稳随机过程都是各态历经的。
还是固定不动等。
一、电动机的种类、机械特性及其选择
电动机是机械系统中最常用的动力机，与其他动力机
相比，它具有较高的驱动效率，且其种类和型号较多，
与工作机械连接方便，具有良好的调速、起动、制动
和反向控制性能，易于实现远距离、自动化控制，工
作时无环境污染，可满足大多数机械的工作要求。
但是选择电动机必须具备相应的电源，对野外工作机
二、载荷的处理方法
1.随机载荷的处理
1）.载荷谱进行机械设计时，直接利用随机载荷比较困难， 因其具有不可重复性和不可预测性.但在正常的使用条件下， 对某一具体机械，它又有统计规律，因此需将原始记录的 载荷——时间历程（称为机械的工作谱或使用谱），用概率
第三章机械系统的载荷特性和动力机选择
缺点：因工作的可压缩性而使工作稳定性差，噪声 大，因工作压力较低，其输出的转矩不大。
通常适用于小型机械。
内燃机 优点：功率范围宽，操作简便，便于移动。
缺点：需用柴油或汽油做燃料，且要求较高，排气 污染环境，噪声大，多用于野外工作的机械，如 农用机械、工程机械和船舶车辆等。
液压马达 优点：可获得的转矩和机械力大，与电动机相比 较，在相同功率时尺寸小、重量轻，快速反应的 灵敏度高，容易实现无级调速，操作、控制简便 ，易于实现复杂的工艺动作。
缺点：需有高压油供给系统，液压元件的制造、 装配精度要求高，否则因漏油而影响工作效率、 运动精度并污染环境。
气动马达 优点：工作介质为空气，易获得，且排除的气体不
•工作机的负载特性
工作机在运行过程中其运动参数（速度、位移等 ）与动力参数（转矩、功率等）的变化规律称为 工作机的负载特性。
恒转矩负载特性：负载转矩于其转速无关
恒功率负载特性：转速变化时负载功率基本保持不变 负载转矩随转速变化而变化： 离心式鼓风机、水泵 负载转矩是行程或转角函数：如活塞式空气压缩机 、曲
•5 4 3 2 1 •载荷级数 Nhomakorabea•r
3 •r
•r
•r •r 2
1
4
7
•r
•r 6
5
•r
8
•时 间
•r1=4、r2=2、r3=3、r4=4、r5=2、 r6=1、r7=2、r8=4
•1 2 3 4 5 •载荷级数
•雨流计数法
原理： 取垂直向下的纵坐标表示时间，横坐标表示载荷，
这样载荷历程形同一座宝塔，雨点依次以峰值或谷值为起点向下 流动，根据雨点向下流动的轨迹确定出载荷循环，并计算出每个 循环的幅值大小。
机械系统设计 第三章机械系统的载荷特性与动力机选择
工作机械的负载特性是指工作机 械在运行过程中其功率、转矩和转 速或位移间的关系。选择动力机的 容量时，主要考虑工作机械在输入 动力端的转矩、功率和转速之间的 关系。Tz=f(n)，Pz=f(n)。
负载特性有 ： 1）恒转矩负载特性
恒转矩特性是指转矩与转速无关， 即当转速变化时，转矩保持常数。 如起重机起升机构负载特性。
计算法即根据机械的功率要求和结 构特点运用各种力学原理、经验公式 或图表等计算确定载荷的方法。
例如设计起重机时，要计算： （1）起重量(吊重)表
起升载荷包括起重机的额定起重力 和随货物一起升降的装置的重力 。
100吨全地面起重机配重28吨时起 重 量 表
带 副 臂 起 重 量 表
第三章 载荷与动力装置选择
第一节 机械系统的载荷分析
一、载荷类型
所有机械在工作中都会受到多种外 力的作用，这些外力工程上称之为载 荷。确定载荷类型、大小、变化规律 是机械系统设计的重要内容。用以计 算强度、刚度、稳定性、可靠性和寿 命，选择动力机类型和容量。
1．按载荷的作用方式分类 直接作用载荷——载荷以力或力矩的形 式直接作用在机械上，如由工作阻力产生 的载荷、惯性载荷、风载荷、驱动力、制 动力等。 间接作用载荷——以变形的形式间接作 用在机械上，如温度、地震的作用引起的 载荷。 2.按零件发生变形的不同分 拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷和扭转 载荷。
确定载荷通常有三种方法：类比 法、计算法和实测法。 1．类比法
参照同类或相近的机械，根据经验 或简单的计算确定所设计机械的载荷， 这种方法称为类比法。它主要应用在 载荷较难确定的情况或初步设计阶段。 仿造（测绘）。
使用类比法确定载荷一般需要一定的实际 经验，否则容易出现载荷过大或过小的情况。 应用类比法时常可采用相似原理进行推断，其 中常用的有：
汽车载荷谱的分析与应用
面重点介绍随机载荷谱的描述与简化。
要 完整 地描 述 平稳 随 机振 动 ，从 理 论上 讲 需要
有无 限长 时 问的记 录 ，实 际 上这 是不 可 能 的 。我们
应 用统 计 方法 正 是 为了克 服 这个 困难 ，即用 统 计参
２ ０ １ ３ 年第 １ ０期
谭纯岩：汽车载荷谱的分析与应用
摘 要 ：随着汽车 自主品牌 的发展，汽车企业越来越重视汽车标准 的建立 ，开始进行载荷谱采集
工作 。除 了建立试 验标 准载 荷 谱还 有很 多方 面用 途 。本 文将 探讨 汽车 载荷 谱 的分析 与 应用 。 关键 词 ：道路 载荷 谱 ；载荷 谱 分析 ：载 荷谱 应用
中图分类号 ：Ｕ ４ ６ ３ ． ２ １ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － 一 ３ ９ ． 一 ０ ６ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ａｎ ｄ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏｆ Ｌｏ ａ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ Ｏｎ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ
ห้องสมุดไป่ตู้
载 荷 随使 用 时 间 的变 化 可 以是有 规 则 的 ，也 可 以是
前 言
不 规 则 的，甚 至是 随机 的。
． ２ 载 荷谱 的 用途 随 着 我们 进行 汽 车道 路 载荷 谱采 集 的深 入 ， 我 １ 我们 目 前汽车载荷谱采集的主要 目的是建立并 们 发现 道 路 载 荷 谱 不 仅 可 以用 于 道 路 模 拟 试 验 加 载 。通 过 合适 的分析 方法 与 处理 ，我们 得 到 的汽 车 载 荷谱 能 够 更好 的 帮助 我们 预测 零 部件 寿 命 ，分 析
载荷谱采集与编辑
同济大学汽车实验室
汽车零部件单级、多级载荷试验
纵向力疲劳试验： 载荷：1.33±8.95kN 循环次数：75000次； 频率：2Hz 侧向力疲劳试验： 载荷：5.85±5.44kN 循环次数：200000次； 频率：2Hz 垂向力疲劳试验： (1) 低载：7.33±7.33kN； 循环次数：300000次； 频率：2Hz； (2) 高载：8.79±8.79kN; 循环次数：100000次; 频率：2Hz
车辆传感器布置—加速度传感器
左后上
左前上
左后下
左前下
右后上
右前上
右后下
右前下
车辆传感器布置—加速度传感器
采谱零部件标定
同济大学汽车实验室
采谱零部件标定
力-应变关系
3000 2000 1000
2500 2000 1500
位移-应变关系
y = 21.08x - 33.71 R² = 0.998
y = -329.9x - 404.4 R² = 0.962
理论上：随机过程总体检验； 工程上：把单个时间历程记录分若干段，每段的统计特征 此一样的随机信号。
载荷谱采集与编辑
载荷谱信号的统计
同济大学汽车实验室
载荷信号的幅值直方图
1.幅值直方图：是载荷谱研究及寿命预估中用得最 多的一种幅值分布表示法。
有三种常用方法： 1） 幅值频次图 横坐标——幅值 纵坐标——出现的次数
方法机理：机件的疲劳损伤主要取决于载荷变化的大小。
振程：载荷时间历程相邻峰谷间的距离。
(1)简单振程计数法（Range） 不考虑该振程距
零载荷的距离，
仅统计相邻峰值 与谷值之间的距 离。 忽略了载荷 的静态分量。
第三章 机械系统的载荷和动力选择2
一、电动机的种类、机械特性及其选择 电动机是一种最常用的动力机。 （一）电动机的种类及其机械特性 按不同的使用电源可分为交流电动机和 直流电动机两大类。 直流电动机根据励磁方式分为他励、并 励、串励、复励等型式。 交流电动机根据电动机的转速与旋转磁 场的转速是否相同分为同步电动机和异 步电动机两种。
1.峰值计数法 峰值计数法是对载荷--时间历程中的峰、 谷值进行计数以此作为载荷谱的特征量。 首先在最大和最小载荷值之间分级(或称 划分区间)，然后统计每一级载荷中出现 载荷的峰值或谷值的频次，据此绘出频 次直方图。
在峰值计数法中如果只对载荷历程的峰 值计数，就称为正峰值计数法； 如果只对谷值进行计数，就称为负峰值 计数法； 如果首先求出整个载荷--时间历程的均 值，然后分别对大于均值的峰值或小于 均值的谷值进行计数，就称为跨均峰值 计数法。
图3—7称为频率直方图，该图提供了各载荷值所占 据的百分比。图中双点划线所示曲线，称为概率密 度曲线，其表征的函数称为概率密度函数。
图3-5 频率直方图
图3—8为累积频次曲线图。由该曲线完全 可确定任何一载荷值出现的频次以及所占 的概率。
四、工作机械的工作制
一般用负载持续率 FC表示 tW FC 100 tW t0 (3 - 15)
第三章 机械系统的载荷特性和动 力选择
§3-1 工作机械的载荷和工作制 一、载荷类型 按使零件发生变形的不同，载荷可分为： 拉伸（压缩）载荷、弯曲载荷和扭转载 荷等。 按载荷是否随时间变化，载荷可分为： 静载荷和动载荷。
载荷--时间历程（载荷历程）：动载荷的载 荷值随时间的变化规律。 动载荷主要有：周期载荷、非周期载荷、随 机载荷。 确定性载荷 （一）周期载荷 周期载荷:载荷的大小随时间作周期性 变化。它可用幅值、频率和相位角三个 要素来描述。
道路模拟试验载荷谱的采集、处理与应用
2011年第3期仪表技术与传感器Instrument Technique and Sensor20ll No.3道路模拟试验载荷谱的采集、处理与应用宋勤1,姜丁2,赵晓鹏2,张强2,冯树兴2(1.沈阳理工大学,辽宁沈阳110159;2.总后勤部军事交通运输研究所,天津300161摘要:对实测的某型越野车辆在试验场采集的载荷谱,应用随机振动和谱分析理论等进行了剔除异常点、消除趋势项、平稳性检验、样本选择和低通滤波等处理,然后基于雨流统计对我荷谱进行了压缩,对压缩后的雨流均幅值矩阵进行了强化外推和基于目标关联模型的比例叠加,最后对叠加后的雨流均幅值矩阵进行了时域重构,得到了用于试验室的道路模拟试验目标载荷谱,为进行试验室车辆道路模拟试验奠定了技术基础。
关键词:试验室车辆道路模拟试验;车辆可靠性;载荷谱;预处理;雨流计数中图分类号:U467.11文献标识码:A 文章编号:1002—1841(201103—0104—03 Acquisition,Processing and Application of LoadSpectrum for Road Simulation TestSONG Qinl,JIANG Din92,ZHAO Xiao—pen92,ZHANG Qian92,FENG Shu.xin92(1.Shenyang Ligong University,Shenyang 110159,China;2.Institute of Military Transportation,Tianjin 300161.ChinaAbstract:This paper presented the load spectrum of an off-mad vehicle obtained from a standard proving ground testing,using random vibration and spectral analysis theory.The pretreatment included outliem excluding,tendency eliminating,stability test, sample selection and low pass filtering,etc.Then,it gave examples of the compression and extrapolation of load spectrum,based on rain-flow counting.Finally,based on target association model,superposition and reconstruction WaS finished.This research result Call prepare the ground for laboratory road simulation test in further step.Key words:laboratory road simulation test;vehicle reliability;load-・spectrum;pretreatment;rain・-flow counting method0引言试验室车辆道路模拟试验是近年来发展起来的研究整车可靠性的重要手段之一¨j。
疲劳载荷及分析理论
疲劳载荷及分析理论疲劳载荷及分析理论疲劳载荷谱（fatigue load spectrum是建立疲劳设计方法的基础。
根据研究对象的不同，施加在对象上的疲劳载荷也是不同的，所以在应用时要依据某种统计分析方法和理论进行分析。
1 疲劳载荷谱1.1 疲劳载荷谱及其编谱载荷分为静载荷和动载荷两大类。
动载荷又分为周期载荷、非周期载荷和冲击载荷。
周期载荷和非周期载荷可统称为疲劳载荷。
在很多情况下，作用在结构或机械上的载荷是随时间变化的，这种加载过程称为载荷—时间历程。
由于随机载荷的不确定性，这种谱无法直接使用，必须对其进行统计处理。
处理后的载荷—时间—历程称为载荷谱。
载荷谱是具有统计特性的图形，它能本质地反映零件的载荷变化情况[]。
为了估算结构的使用寿命和进行疲劳可靠性分析，以及为最后设计阶段所必需的全尺寸结构和零部件疲劳试验，都必须有反映真实工作状态的疲劳载荷谱。
实测的应力—时间历程包含了外加载荷和结构的动态响应的影响，它不仅受结构系统的影响，而且也受应力—时间历程的观测部位的影响。
将实测的载荷—时间历程处理成具有代表性的典型载荷谱的过程称为编谱。
编谱的重要一环，是用统计理论来处理所获得的实测子样[]。
1.2 统计分析方法对于随机载荷，统计分析方法主要有两类：计数法和功率谱法[]。
由于产生疲劳损伤的主要原因是循环次数和应力幅值，因此在编谱时首先必须遵循某一等效损伤原则，将随机的应力—时间历程简化为一系列不同幅值的全循环和半循环，这一简化的过程叫做计数法。
功率谱法是借助富氏变换，将连续变化的随机载荷分解为无限多个具有各种频率的简单变化，得出功率谱密度函数。
在抗疲劳设计中广泛使用计数法。
目前，已有的计算法有十余种之多，同一应力—时间历程用不同计数法编制出的载荷谱有时会差别很大。
当然，按照这些载荷谱来进行寿命估算或试验，也会给出不同的结果。
从统计观点上看，计数法大体分为两类：单参数法和双参数法[]0所谓单参数法是指只考虑应力循环中的一个变量，例如，峰谷值、变程（相邻的峰值与谷值之差），而双参数法则同时考虑两个变量。
载荷谱采集与编辑
载荷谱采集与编辑汽车载荷谱的定义两个基本概念疲劳破坏车辆在行驶过程中，由于路面不平度的激励输入，各个部件受到随机的交变载荷作用，导致部件产生微裂纹并扩展，直至部件突然断裂的现象.载荷谱外部载荷的时间历程作用在结构上，引起结构的响应，响应信号一般包括应力应变、加速度、位移、力和力矩等，响应的时间历程经过分析处理，得到各种形式的累计频次分布、统计特性、频域特性、幅值域与雨流矩阵等以数据、曲线、图表表达的载荷信息。
载荷谱的用途载荷谱采集在仿真计算中的应用支持仿真计算部门工作提供计算所需载荷数据验证计算模型的准确性验证计算结果的有效性载荷谱采集在试验中应用建立道路试验规范建立试验室试验规范虚拟试验边界条件载荷谱采集（用户道路）用户道路载荷试验用户试验特点反映用户实际使用工况考察整车各项性能采集用户道路载荷谱信息用户信息收集收集用户道路载荷谱信息用户使用情况跟踪调查为耐久性加速强化试验创造条件用户道路典型路况用户道路试验方案的确定原则反映用户道路状况反映用户车辆状态反映驾驶员驾驶特性代表性与典型性载荷谱采集（试车场）试车场道路试验试验特点用户道路状况进行强化集中通过有限的典型路况模拟用户道路缩短耐久性试验周期对比性、重复性好开发性试验为室内等效试验提供原始载荷谱为用户等效道路载荷谱计算提供载荷数据为整车和零部件设计开发提供载荷数据试车场典型道路构成目的重现汽车使用过程中遇到的各种道路条件和使用条件，进行汽车整车道路试验的场所，为满足汽车的试验要求试验场将实际存在的各种道路经过集中、浓缩、不失真地强化形成典型化的道路。
构成包括高速环形跑道、高速直线跑道、可靠性强化试验路段、耐久性试验跑道、爬坡试验路以及特殊试验路段（如噪声试验路段、“比利时路”、搓板路、随机波形路、扭曲路、越野路、涉水路等）。
中国四大公共试车场国内其他试车场试车场与环境气候条件试车场典型道路构成试车场典型道路载荷谱采集（信号采集系统）试验车辆传感器布置车辆传感器布置—六分力车轮载荷传感器车辆传感器布置—应变传感器（底盘）车辆传感器布置—应变传感器（车身）车辆传感器布置—位移传感器车辆传感器布置—加速度传感器采谱零部件标定采集信号的编辑载荷谱信号的检验载荷谱信号处理分析消除奇异值消除趋势向稳态性检验(平稳性检验)理论上：随机过程总体检验；工程上：把单个时间历程记录分若干段，每段的统计特征此一样的随机信号。
基于整车不同开发阶段的随机载荷谱影响因素分析方法研究
11110.16638/ki.1671-7988.2021.06.034基于整车不同开发阶段的随机载荷谱影响因素分析方法研究柳春林，陈春燕，梁振辉（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434）摘 要：载荷谱是整车开发的主要数据支撑，实车载荷谱影响因素复杂，对其影响因素地分析非常重要。
首先通过对多样本分析，得到样本离散性对载荷谱的影响。
再以整车不同开发阶段作为因素，寻找可作对比的载荷通道，用损伤比例、损伤范围为基本参数，分析在离散因素下，不同阶段对载荷的影响程度。
结果表明：ET 和PT 载荷接近，PT 和Mule 载荷差异较大。
说明ET 和PT 阶段载荷无差异，PT 和Mule 阶段差异较大，并提供了不同整车开发阶段的影响程度数据，为载荷谱应用和汽车开发过程中的结构参数调整提供参考。
关键词：载荷谱；离散系数；整车开发阶段；影响程度；损伤范围；比例系数 中图分类号：U467.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)06-111-04Research on Analysis Method of Load Spectrum Influence Factors Basedon Different Development Stages of VehicleLiu Chunlin, Chen Chunyan, Liang Zhenhui( Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. Automotive Engineering Research Institute, Guangdong Guangzhou 511434 ) Abstract: The load spectrum is the main data support for vehicle development. The influencing factors of road load spectrum are complex, and analysis of its influencing factors is very important. First, through the analysis of multiple samples, the effect of sample dispersion on the load spectrum is obtained. Then take the different development stages of the vehicle development as a factor, look for channels that can be compared, and use the damage ratio and damage range as basic parameters to analyze the degree of influence for different stages on the load under discrete factors. The results show that ET and PT loads are close, and PT and Mule loads are quite different. It shows that there is no difference in the load between the ET and PT stages, the difference between the PT and Mule stages is large, and the data on the impact of different vehicle development stages are provided. At the same time, which provides a reference for the application of load spectrum and the adjustment of structural parameters in the process of automobile development.Keywords: Load spectrum; Discrete coefficient; Vehicle development stage;Degree of influence; Damage range; Scale factorCLC NO.: U467.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)06-111-04前言随着中国汽车大环境的销量下行，行业竞争愈趋白热化。
载荷谱数据处理方法
载荷谱数据处理方法
载荷谱数据处理是机械设计中重要的一环，其处理方法主要包括以下几个方面：
1. 数据分析：对于原始的载荷谱数据进行可视化分析，了解载荷的大小、频率和持续时间等信息。
2. 数据去噪：由于实际测量时存在噪声干扰，需要进行去噪处理，以提高数据的准确性。
3. 数据降维：对于多维载荷谱数据，需要进行降维处理，以简化数据的处理和分析过程。
4. 数据标定：对于载荷谱数据进行标定，以提高数据的可靠性和准确性。
5. 数据滤波：通过对载荷谱数据进行滤波处理，可以去除高频和低频成分，得到合适的载荷信号。
6. 数据拟合：对载荷谱数据进行拟合分析，得到相应的载荷模型，以支持机械设计的计算和优化。
7. 数据分类：根据载荷数据的不同特征进行分类，以提供正确的设计依据。
综上所述，载荷谱数据处理方法主要包括数据分析、数据去噪、数据降维、数据标定、数据滤波、数据拟合和数据分类等方面，
以提高载荷数据的准确性和可靠性，为机械设计提供正确的依据。