典型车架载荷谱的与分析(附件)
毕业设计说明书（论文）英文毕业设计说明书（论文）英文目录1 引言 21.1本课题研究背景及意义 21.2车架载荷谱研究现状与发展趋势 21.3本课题主要研究内容与方法 42载荷数据分析与处理 42.1车架相关载荷时域信号 42.2信号处理与分析 63载荷谱的编制 133.1波动中心法 133.2微应变到应力的转变 143.3车架载荷谱编制 16结论 221 引言1.1本课题研究背景及意义车架载荷谱表示的应该是车架随机载荷数据，其中包括力和应力、应变以及加速度进而得到的统计特性的相关图形、数据有关表格以及应力-应变数字和雨流矩阵矩阵等信息。车架载荷谱的具体的格式有车架载荷频次图以及车架载荷相对频次图。在这当中又因为汽车在实际行驶过程中以及车辆的路况导致载荷变化十分复杂，正因如此车架载荷具有很大程度上的随机性。所以我们要经过道路试验进而测定的载荷，更加能真实明确的的反映车架随机载荷，使相关数据准确可靠。但是，经过实际测试然后做相关处理的做法耗时太久并且得到的数据再进行相关，这样的流程工作量巨大，从中花费的人力物力相当之大，所以我们一般不采用。我们通常会将过程简化，通过选取经典地区的特定路况然后进行较路程的车辆实际运作，然后再根据有关数据处理的数理统计原理对得到的时域载荷数据进行具体的整理和有关推断，根据ncode软件的雨流计数法最后编制成车架载荷谱，根据相关车架载荷谱还可以进行快速疲劳模拟测试试验。1.2车架载荷谱研究现状与发展趋势车架载荷谱的研究必定和产品设计有相当紧密的关系，所以具有非常重要的实际运用价值。在有关载荷谱这一块，欧美国家对车架载荷谱的研究已经有了超过40年的研究历史，正因如此，美国在汽车、航空、航天以及其他的众多领域因此积累了了大量的仪器相关的载荷谱数据资料库。现如今现在的美国国内的载荷研究方向将会是主要集中在利用各种计算机软件来进一步进行推导将得到的载荷谱进行预测并且改进有关器械的疲劳寿命有关的各种载荷谱，以便用来后续的优化设计以及各种运用。在美国国内的机动车工程师学会(SAE) 也就是如今得到国际上公认的最权威承认的最权威的有关汽车研究机构，这个机构内部的疲劳评估委员会将会通过现有的应力测量进一步选择有关的载荷进一步进行试验加载顺序进一步优化从而运用于车辆工业。美国的M.A.迈因纳在1945 年经过前人工作的的理论基础上并且根据自身的经验发表了 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
著名的Miner线性累积损伤理论，也就是现入境工程中使用最多的的就是Miner理论。另外就是德国在汽车相关方面非常发达，并且德国在在疲劳方面的研究成果比较多。被称为“疲劳试验之父”Wohler正是他提出了评价疲劳的S-N曲线;还有一位就是Gassner提出的八级程序加载的有关方法，这个方法到现在为止仍在沿用。世界著名的德国的弗劳恩霍夫工作可靠性研究所(Fraunhofer-LBF) 的相关汽车研究工作是以汽车制造和商务车辆制造以及轨道交通技术等方面为中心而展开的。因此德国在在汽车领域根据有关实践经历留下了许多抗疲劳设计经验。现在的疲劳损伤分析中我们还在使用的一种循环计数法——雨流计数法正是由日本人Matsuishi 和Endo等人在经过实践经历和理论推导后并且在考虑了材料应力应的相关特性行为后而提出的一种循环计数的方法。日本在汽车疲劳研究方面也做出了较大的贡献。我国国内是从上世纪70 年代才开始研究疲劳载荷谱并且用于测定零件寿命方法,在当时成功地将其运用于第二代车用飞机相关零件的疲劳测试之中。另外在我国军测定的《军用飞机强度和刚度规范可靠性要求和疲劳载荷》(GJB67.6-1985) 囊括了到现在为止相关经常使用的集中编谱的相关的方法，这其中就有飞行实测法以及比较法和其他相关方法。在上世纪的80 年代，国内的东风汽车参就和德国LBF的合作，顾柏良先生与LBF的相关人员在我国国内通过当时的设备进行了道路试验，并且对当时中国的路况的基础上对汽车零部件的损伤设计谱以及道路试验谱进行了载荷谱的测定，并且将当时得到的国内数据和欧美等国的当时的谱图情况进行了认证的比较和改正。迄今为止,国内各个研究各种载荷谱编制方法的理论通常有三种:循环计数法、载荷-时间历程以及疲劳损伤理论。可是又因为需要处理的载荷由特定的载荷测试系统并且需要特定的仪器来进行测定,所以对载荷的测取和之后的载荷谱的相关编制造成了很大程度上的不便，技术问题成了最大的问题。这其中干扰因素众多，不仅包含数据采集以及对相关资料的解释难度很大等众多困难。正应为这样也让如今的关于载荷谱编制的方法其中有很大一部分的缺漏。于是在探讨总结大量的载荷谱读取与编制的具体方法后之后,有根据经验和实验得出了一套基于计算机软件的大数据处理的载荷谱的测定与分析方法。现在国外的载荷谱研究，以国外的 Newman.J.C，O.Bucak 及 Sunder、Newman.J.C 对载荷谱的研究最为出名，又在于他们可以根据各种零部件材料的特性加以预测出零件在不同强度载荷损伤的情况下而产生的裂纹损伤情况和由载荷造成的零件损伤裂纹成长速度。O.Bucak，这位的主要研究对象是同种钢铁材料经过不同的在和强度所产生的载荷谱和对应的载荷下的疲劳性能，除此之外还有就是不同的钢材经过同种强度的应力所带来的载荷谱以及对应的疲劳性能。最后一位Sunder, R他擅于不同的机械材料在各种不同工况下由于应力的不同作用下，因此得到的特定的载荷谱以及造成的相关疲劳损伤和所包含的零部件产生损伤后的裂纹生长的速度，主要验证包含在该载荷谱相关疲劳信息，并且根据载荷谱对损伤产生的裂纹速度进行生寿命预估计。早在1980年的年初，美国根据实际经验和理论编写了《美国疲劳设计手册》在这本设计手册中通过对不同的机械材料以及各种工况下的零部件对应的载荷谱数据的获取方法和后续对其相应的数据处理分析方法得出相应的寿命估计做出了详述。除了美国的研究之外，其他国家例如日本和德国在此期间机械产业也相当发达，所以在载荷谱编制与分析方面也进行了很多的科研并取得相当大的成果，并且促进了国内相关产业的发展。正因如此，在后来的飞机、坦克、汽车等各种机械行业中对载荷谱的应用更加广泛，促使疲劳分析行业发展迅速。在世界范围内，比如美国、日本、德国等机械产业发达的国家，在有关载荷谱的研究方面也是很深入的。
目录
1 引言 2
1.1本课题研究背景及意义 2
1.2车架载荷谱研究现状与发展趋势 2
1.3本课题主要研究内容与方法 4
2载荷数据分析与处理 4
2.1车架相关载荷时域信号 4
2.2信号处理与分析 6
3载荷谱的编制 13
3.1波动中心法 13
3.2微应变到应力的转变 14
3.3车架载荷谱编制 16
结论 22
1 引言
1.1本课题研究背景及意义
车架载荷谱表示的应该是车架随机载荷数据，其中包括力和应力、应变以及加速度进而得到的统计特性的相关图形、数据有关表格以及应力应变数字和雨流矩阵矩阵等信息。车架载荷谱的具体的格式有：车架载荷频次图以及车架载荷相对频次图。在这当中又因为汽车在实际行驶过程中以及车辆的路况导致载荷变化十分复杂，正因如此车架载荷具有很大程度上的随机性。所以我们要经过道路试验进而测定的载荷，更加能真实明确的的反映车架随机载荷，使相关数据准确可靠。但是，经过实际测试然后做相关处理的做法耗时太久并且得到的数据再进行相关，这样的流程工作量巨大，从中花费的人力物力相当之大，所以我们一般不采用。我们通常会将过程简化，通过选取经典地区的特定路况然后进行较路程的车辆实际运作，然后再根据有关数据处理的数理统计原理对得到的时域载荷数据进行具体的整理和有关推断，根据ncode软件的雨流计数法最后编制成车架载荷谱，根据相关车架载荷谱还可以进行快速疲劳模拟测试试验。
1.2车架载荷谱研究现状与发展趋势
车架载荷谱的研究必定和产品设计有相当紧密的关系，所以具有非常重要的实际运用价值。在有关载荷谱这一块，欧美国家对车架载荷谱的研究已经有了超过40年的研究历史，正因如此，美国在汽车、航空、航天以及其他的众多领域因此积累了了大量的仪器相关的载荷谱数据资料库。现如今现在的美国国内的载荷研究方向将会是主要集中在利用各种计算机软件来进一步进行推导将得到的载荷谱进行预测并且改进有关器械的疲劳寿命有关的各种载荷谱，以便用来后续的优化设计以及各种运用。在美国国内的机动车工程师学会(SAE) 也就是如今得到国际上公认的最权威承认的最权威的有关汽车研究机构，这个机构内部的疲劳评估委员会将会通过现有的应力测量进一步选择有关的载荷进一步进行试验加载顺序进一步优化从而运用于车辆工业。美国的M.A.迈因纳在1945 年经过前人工作的的理论基础上并且根据自身的经验发表了著名的Miner线性累积损伤理论，也就是现入境工程中使用最多的的就是Miner理论。另外就是德国在汽车相关方面非常发达，并且德国在在疲劳方面的研究成果比较多。被称为“疲劳试验之父”Wohler正是他提出了评价疲劳的SN曲线;还有一位就是Gassner提出的八级程序加载的有关方法，这个方法到现在为止仍在沿用。世界著名的德国的弗劳恩霍夫工作可靠性研究所(FraunhoferLBF) 的相关汽车研究工作是以汽车制造和商务车辆制造以及轨道交通技术等方面为中心而展开的。因此德国在在汽车领域根据有关实践经历留下了许多抗疲劳设计经验。
现在的疲劳损伤分析中我们还在使用的一种循环计数法——雨流计数法正是由日本人Matsuishi 和Endo等人在经过实践经历和理论推导后并且在考虑了材料应力应的相关特性行为后而提出的一种循环计数的方法。日本在汽车疲劳研究方面也做出了较大的贡献。
我国国内是从上世纪70 年代才开始研究疲劳载荷谱并且用于测定零件寿命方法,在当时成功地将其运用于第二代车用飞机相关零件的疲劳测试之中。另外在我国军测定的《军用飞机强度和刚度规范可靠性要求和疲劳载荷》(GJB67.61985) 囊括了到现在为止相关经常使用的集中编谱的相关的方法，这其中就有飞行实测法以及比较法和其他相关方法。在上世纪的80 年代，国内的东风汽车参就和德国LBF的合作，顾柏良先生与LBF的相关人员在我国国内通过当时的设备进行了道路试验，并且对当时中国的路况的基础上对汽车零部件的损伤设计谱以及道路试验谱进行了载荷谱的测定，并且将当时得到的国内数据和欧美等国的当时的谱图情况进行了认证的比较和改正。
迄今为止,国内各个研究各种载荷谱编制方法的理论通常有三种:循环计数法、载荷时间历程以及疲劳损伤理论。可是又因为需要处理的载荷由特定的载荷测试系统并且需要特定的仪器来进行测定,所以对载荷的测取和之后的载荷谱的相关编制造成了很大程度上的不便，技术问题成了最大的问题。这其中干扰因素众多，不仅包含数据采集以及对相关资料的解释难度很大等众多困难。正应为这样也让如今的关于载荷谱编制的方法其中有很大一部分的缺漏。于是在探讨总结大量的载荷谱读取与编制的具体方法后之后,有根据经验和实验得出了一套基于计算机软件的大数据处理的载荷谱的测定与分析方法。
现在国外的载荷谱研究，以国外的 Newman.J.C，O.Bucak 及 Sunder、Newman.J.C 对载荷谱的研究最为出名，又在于他们可以根据各种零部件材料的特性加以预测出零件在不同强度载荷损伤的情况下而产生的裂纹损伤情况和由载荷造成的零件损伤裂纹成长速度。O.Bucak，这位的主要研究对象是同种钢铁材料经过不同的在和强度所产生的载荷谱和对应的载荷下的疲劳性能，除此之外还有就是不同的钢材经过同种强度的应力所带来的载荷谱以及对应的疲劳性能。最后一位Sunder, R他擅于不同的机械材料在各种不同工况下由于应力的不同作用下，因此得到的特定的载荷谱以及造成的相关疲劳损伤和所包含的零部件产生损伤后的裂纹生长的速度，主要验证包含在该载荷谱相关疲劳信息，并且根据载荷谱对损伤产生的裂纹速度进行生寿命预估计。
早在1980年的年初，美国根据实际经验和理论编写了《美国疲劳设计手册》在这本设计手册中通过对不同的机械材料以及各种工况下的零部件对应的载荷谱数据的获取方法和后续对其相应的数据处理分析方法得出相应的寿命估计做出了详述。除了美国的研究之外，其他国家例如日本和德国在此期间机械产业也相当发达，所以在载荷谱编制与分析方面也进行了很多的科研并取得相当大的成果，并且促进了国内相关产业的发展。正因如此，在后来的飞机、坦克、汽车等各种机械行业中对载荷谱的应用更加广泛，促使疲劳分析行业发展迅速。在世界范围内，比如美国、日本、德国等机械产业发达的国家，在有关载荷谱的研究方面也是很深入的。
著名的Miner线性累积损伤理论，也就是现入境工程中使用最多的的就是Miner理论。另外就是德国在汽车相关方面非常发达，并且德国在在疲劳方面的研究成果比较多。被称为“疲劳试验之父”Wohler正是他提出了评价疲劳的S-N曲线;还有一位就是Gassner提出的八级程序加载的有关方法，这个方法到现在为止仍在沿用。世界著名的德国的弗劳恩霍夫工作可靠性研究所(Fraunhofer-LBF) 的相关汽车研究工作是以汽车制造和商务车辆制造以及轨道交通技术等方面为中心而展开的。因此德国在在汽车领域根据有关实践经历留下了许多抗疲劳设计经验。现在的疲劳损伤分析中我们还在使用的一种循环计数法——雨流计数法正是由日本人Matsuishi 和Endo等人在经过实践经历和理论推导后并且在考虑了材料应力应的相关特性行为后而提出的一种循环计数的方法。日本在汽车疲劳研究方面也做出了较大的贡献。我国国内是从上世纪70 年代才开始研究疲劳载荷谱并且用于测定零件寿命方法,在当时成功地将其运用于第二代车用飞机相关零件的疲劳测试之中。另外在我国军测定的《军用飞机强度和刚度规范可靠性要求和疲劳载荷》(GJB67.6-1985) 囊括了到现在为止相关经常使用的集中编谱的相关的方法，这其中就有飞行实测法以及比较法和其他相关方法。在上世纪的80 年代，国内的东风汽车参就和德国LBF的合作，顾柏良先生与LBF的相关人员在我国国内通过当时的设备进行了道路试验，并且对当时中国的路况的基础上对汽车零部件的损伤设计谱以及道路试验谱进行了载荷谱的测定，并且将当时得到的国内数据和欧美等国的当时的谱图情况进行了认证的比较和改正。迄今为止,国内各个研究各种载荷谱编制方法的理论通常有三种:循环计数法、载荷-时间历程以及疲劳损伤理论。可是又因为需要处理的载荷由特定的载荷测试系统并且需要特定的仪器来进行测定,所以对载荷的测取和之后的载荷谱的相关编制造成了很大程度上的不便，技术问题成了最大的问题。这其中干扰因素众多，不仅包含数据采集以及对相关资料的解释难度很大等众多困难。正应为这样也让如今的关于载荷谱编制的方法其中有很大一部分的缺漏。于是在探讨总结大量的载荷谱读取与编制的具体方法后之后,有根据经验和实验得出了一套基于计算机软件的大数据处理的载荷谱的测定与分析方法。现在国外的载荷谱研究，以国外的 Newman.J.C，O.Bucak 及 Sunder、Newman.J.C 对载荷谱的研究最为出名，又在于他们可以根据各种零部件材料的特性加以预测出零件在不同强度载荷损伤的情况下而产生的裂纹损伤情况和由载荷造成的零件损伤裂纹成长速度。O.Bucak，这位的主要研究对象是同种钢铁材料经过不同的在和强度所产生的载荷谱和对应的载荷下的疲劳性能，除此之外还有就是不同的钢材经过同种强度的应力所带来的载荷谱以及对应的疲劳性能。最后一位Sunder, R他擅于不同的机械材料在各种不同工况下由于应力的不同作用下，因此得到的特定的载荷谱以及造成的相关疲劳损伤和所包含的零部件产生损伤后的裂纹生长的速度，主要验证包含在该载荷谱相关疲劳信息，并且根据载荷谱对损伤产生的裂纹速度进行生寿命预估计。早在1980年的年初，美国根据实际经验和理论编写了《美国疲劳设计手册》在这本设计手册中通过对不同的机械材料以及各种工况下的零部件对应的载荷谱数据的获取方法和后续对其相应的数据处理分析方法得出相应的寿命估计做出了详述。除了美国的研究之外，其他国家例如日本和德国在此期间机械产业也相当发达，所以在载荷谱编制与分析方面也进行了很多的科研并取得相当大的成果，并且促进了国内相关产业的发展。正因如此，在后来的飞机、坦克、汽车等各种机械行业中对载荷谱的应用更加广泛，促使疲劳分析行业发展迅速。在世界范围内，比如美国、日本、德国等机械产业发达的国家，在有关载荷谱的研究方面也是很深入的。
目录
1 引言 2
1.1本课题研究背景及意义 2
1.2车架载荷谱研究现状与发展趋势 2
1.3本课题主要研究内容与方法 4
2载荷数据分析与处理 4
2.1车架相关载荷时域信号 4
2.2信号处理与分析 6
3载荷谱的编制 13
3.1波动中心法 13
3.2微应变到应力的转变 14
3.3车架载荷谱编制 16
结论 22
1 引言
1.1本课题研究背景及意义
车架载荷谱表示的应该是车架随机载荷数据，其中包括力和应力、应变以及加速度进而得到的统计特性的相关图形、数据有关表格以及应力应变数字和雨流矩阵矩阵等信息。车架载荷谱的具体的格式有：车架载荷频次图以及车架载荷相对频次图。在这当中又因为汽车在实际行驶过程中以及车辆的路况导致载荷变化十分复杂，正因如此车架载荷具有很大程度上的随机性。所以我们要经过道路试验进而测定的载荷，更加能真实明确的的反映车架随机载荷，使相关数据准确可靠。但是，经过实际测试然后做相关处理的做法耗时太久并且得到的数据再进行相关，这样的流程工作量巨大，从中花费的人力物力相当之大，所以我们一般不采用。我们通常会将过程简化，通过选取经典地区的特定路况然后进行较路程的车辆实际运作，然后再根据有关数据处理的数理统计原理对得到的时域载荷数据进行具体的整理和有关推断，根据ncode软件的雨流计数法最后编制成车架载荷谱，根据相关车架载荷谱还可以进行快速疲劳模拟测试试验。
1.2车架载荷谱研究现状与发展趋势
车架载荷谱的研究必定和产品设计有相当紧密的关系，所以具有非常重要的实际运用价值。在有关载荷谱这一块，欧美国家对车架载荷谱的研究已经有了超过40年的研究历史，正因如此，美国在汽车、航空、航天以及其他的众多领域因此积累了了大量的仪器相关的载荷谱数据资料库。现如今现在的美国国内的载荷研究方向将会是主要集中在利用各种计算机软件来进一步进行推导将得到的载荷谱进行预测并且改进有关器械的疲劳寿命有关的各种载荷谱，以便用来后续的优化设计以及各种运用。在美国国内的机动车工程师学会(SAE) 也就是如今得到国际上公认的最权威承认的最权威的有关汽车研究机构，这个机构内部的疲劳评估委员会将会通过现有的应力测量进一步选择有关的载荷进一步进行试验加载顺序进一步优化从而运用于车辆工业。美国的M.A.迈因纳在1945 年经过前人工作的的理论基础上并且根据自身的经验发表了著名的Miner线性累积损伤理论，也就是现入境工程中使用最多的的就是Miner理论。另外就是德国在汽车相关方面非常发达，并且德国在在疲劳方面的研究成果比较多。被称为“疲劳试验之父”Wohler正是他提出了评价疲劳的SN曲线;还有一位就是Gassner提出的八级程序加载的有关方法，这个方法到现在为止仍在沿用。世界著名的德国的弗劳恩霍夫工作可靠性研究所(FraunhoferLBF) 的相关汽车研究工作是以汽车制造和商务车辆制造以及轨道交通技术等方面为中心而展开的。因此德国在在汽车领域根据有关实践经历留下了许多抗疲劳设计经验。
现在的疲劳损伤分析中我们还在使用的一种循环计数法——雨流计数法正是由日本人Matsuishi 和Endo等人在经过实践经历和理论推导后并且在考虑了材料应力应的相关特性行为后而提出的一种循环计数的方法。日本在汽车疲劳研究方面也做出了较大的贡献。
我国国内是从上世纪70 年代才开始研究疲劳载荷谱并且用于测定零件寿命方法,在当时成功地将其运用于第二代车用飞机相关零件的疲劳测试之中。另外在我国军测定的《军用飞机强度和刚度规范可靠性要求和疲劳载荷》(GJB67.61985) 囊括了到现在为止相关经常使用的集中编谱的相关的方法，这其中就有飞行实测法以及比较法和其他相关方法。在上世纪的80 年代，国内的东风汽车参就和德国LBF的合作，顾柏良先生与LBF的相关人员在我国国内通过当时的设备进行了道路试验，并且对当时中国的路况的基础上对汽车零部件的损伤设计谱以及道路试验谱进行了载荷谱的测定，并且将当时得到的国内数据和欧美等国的当时的谱图情况进行了认证的比较和改正。
迄今为止,国内各个研究各种载荷谱编制方法的理论通常有三种:循环计数法、载荷时间历程以及疲劳损伤理论。可是又因为需要处理的载荷由特定的载荷测试系统并且需要特定的仪器来进行测定,所以对载荷的测取和之后的载荷谱的相关编制造成了很大程度上的不便，技术问题成了最大的问题。这其中干扰因素众多，不仅包含数据采集以及对相关资料的解释难度很大等众多困难。正应为这样也让如今的关于载荷谱编制的方法其中有很大一部分的缺漏。于是在探讨总结大量的载荷谱读取与编制的具体方法后之后,有根据经验和实验得出了一套基于计算机软件的大数据处理的载荷谱的测定与分析方法。
现在国外的载荷谱研究，以国外的 Newman.J.C，O.Bucak 及 Sunder、Newman.J.C 对载荷谱的研究最为出名，又在于他们可以根据各种零部件材料的特性加以预测出零件在不同强度载荷损伤的情况下而产生的裂纹损伤情况和由载荷造成的零件损伤裂纹成长速度。O.Bucak，这位的主要研究对象是同种钢铁材料经过不同的在和强度所产生的载荷谱和对应的载荷下的疲劳性能，除此之外还有就是不同的钢材经过同种强度的应力所带来的载荷谱以及对应的疲劳性能。最后一位Sunder, R他擅于不同的机械材料在各种不同工况下由于应力的不同作用下，因此得到的特定的载荷谱以及造成的相关疲劳损伤和所包含的零部件产生损伤后的裂纹生长的速度，主要验证包含在该载荷谱相关疲劳信息，并且根据载荷谱对损伤产生的裂纹速度进行生寿命预估计。
早在1980年的年初，美国根据实际经验和理论编写了《美国疲劳设计手册》在这本设计手册中通过对不同的机械材料以及各种工况下的零部件对应的载荷谱数据的获取方法和后续对其相应的数据处理分析方法得出相应的寿命估计做出了详述。除了美国的研究之外，其他国家例如日本和德国在此期间机械产业也相当发达，所以在载荷谱编制与分析方面也进行了很多的科研并取得相当大的成果，并且促进了国内相关产业的发展。正因如此，在后来的飞机、坦克、汽车等各种机械行业中对载荷谱的应用更加广泛，促使疲劳分析行业发展迅速。在世界范围内，比如美国、日本、德国等机械产业发达的国家，在有关载荷谱的研究方面也是很深入的。
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