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基于线路实测数据统计推断的应力谱分布类型比较

2012-11-27薛广进王斌杰

铁道机车车辆 2012年4期

薛广进,李 强,王斌杰

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院,北京100044)

在轨道车辆结构动应力采集过程中,由于试验条件等一系列原因,数据中的干扰信号及部分非正常信号是无法避免的,同时在疲劳寿命预测过程中,通过线路实测获得的应力时间历程都是一个有限长的子样,由此得出的应力谱不能确切反映某一测点应力分布状态及焊接构架整个寿命期间出现的最大动应力参量,为此需要拟合出实测动应力分布,并估计其应力最大值,然后进行统计推断,以得到动应力扩展谱。实测动应力分布的拟合,一般是假设其服从某一分布,然后估计参数并检验假设。通常采用的假设理论分布有威布尔分布,对数正态分布和截尾正态分布。而应力最大值的估计一般是在应力分布函数上反解以超越概率10-6对应的应力为最大应力。

结构应力幅值大都服从对数正态分布或者威布尔分布[1-3]。两种分布在动应力的拟合中各有其优势和特点,在实际拟合中发现,威布尔分布对动应力分布趋势能够很好地描述,但由于其对分布变化的敏感性,在应力扩展谱推断中,表现出应力最大值估计的不稳定性。对数正态分布由于其对数特性,在最大值估计中有很好的稳定性,但它有时对数据分布的变化反应不明显。

基于以上因素,利用单一的分布进行动应力谱分布拟合并推断应力谱进行疲劳寿命估计是不可取的,为达到良好的估计效果,本文将两种分布结合,拟各取所长,从应力谱统计推断及疲劳损伤累计两方面对其拟合效果进行验证。……

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