雨流计数法及其在程序中的具体实现

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1、·38·计算机技术与应用2004年第24卷第3期雨流计数法及其在程序中的具体实现董乐义,罗俊,程礼(西安空军工程大学工程学院,陕西西安710038)摘要:根据雨流计数法的规则和在实际中应用的体会,介绍了雨流计数法在程序中实现的具体方法。它适合用各种语言编写,在计取循环数时采用的“四点法”使程序的实现比用其他方法更加准确可靠,简单明了。关键词:计数法;程序;循环中图分类号:TP311.1;TP301.6文献标识码:A文章编号:1002-6061(2004)03-0038-03RainFlowCountMethodandItsRealizationinProgramm

2、ingDONGLe-yi,LUOJun,CHENGLi(AirforceandEngineDepartmentofEngineeringCollegeofAirforceEngineeringUniversity,Xi'an710038,China)Abstract:Accordingtotherulesoftherain-flowcountmethodandtheexperiencesinpractice,thisarticleintroducesthemethodtorealizetherain-flowcountintheprogramming.Itcanb

3、ecompiledinvariouscomputerlanguages.Andthe“Four-pointsmethod”usedincountingtheloopnumbercanmaketherealizationofprogrammorereliable,simpleandclearthanothermethods.Keywords:countmethod;program;loop1雨流计数法简介内边开始,亦即从1,2,3,⋯等尖点开始。雨流计数法又可称为“塔顶法”,是由英国的Mat-suiski和Endo两位工程师提出的,距今已有50多年。雨流计数法主要用

4、于工程界,特别在疲劳寿命计算中运用非常广泛。由来请参看图1,把应变-时间历程数据记录转过90°,时间坐标轴竖直向下,数据记录犹如一系列屋面,雨水顺着屋面往下流,故称为雨流计数法。在50年前人们主要以手工计算为主,但手工计算只能处理一些相对比较简单(指数据量不大)的数据,对于数据较多的问题手工处理起来就不太容易了。随着电子计算机的不断发展,运算速度的不断加快使这些烦琐的计算大大简化。这种方法的突出特点是根据所研究对象的应变-图1雨流计数法时间之间的非线性关系来进行计数,亦即把样本记录2)雨流在流到峰值处(即屋檐)竖直下滴,一直流用雨流计数法定出一系列循环。到对面有一

5、个比开始时最大值(或最小值)更正的最大雨流计数法有下列规则:值(或更负的最小值)为止。1)雨流在试验记录的起点和依此在每一个峰值的3)当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨时,就停止流动,并构成了一个循环。收稿日期:2003-10-284)根据雨滴流动的起点和终点,画出各个循环,将作者简介:董乐义(1974-),在读研究生,专业方向为航空发动所有循环逐一取出来,并记录其峰谷值。机可靠性与使用寿命研究。5)每一雨流的水平长度可以作为该循环的幅值。航空计测技术计算机技术与应用·39·雨流计数法的主要功能是把经过峰谷值检测和无效幅值去除后的实测载荷历程数据以离散载荷循环的形式表

6、示出来。在我们把每一步交给计算机完成时都需要编写程序,本文将就每一步在程序中具体的实现思想做一讨论。2在程序中的具体实现雨流计数法在程序中的实现方法将分为数据压缩和循环数提取两个步骤完成。2.1数据压缩数据压缩就是把原始的实验数据处理成便于计取循环数的数组,它包括峰谷值检测和无效幅值去除。1)峰谷值检测是数据压缩的基本内容之一,就是把数据中的峰谷值提取出来作为下一步数据处理的数图3检测峰谷值组。在这一过程中,为避免在峰谷值提取时产生影响应里取用变程阀值公式:先将相邻的等值数压缩(即把相同数值的保留一个),变程阀值=(最大值-最小值)×$%然后再提取峰谷值。设待处理

7、数组为E(n),所得数组变程阀值就是压缩掉可忽略小循环的过滤器,最为F(n),i和j分别为两个数组元素的编号(以下的流值是数组中的最大(或小)值,$是变程阀值的精度,靠程图中不再声明)。在相邻等值数压缩中(如图2),菱经验给定,可根据不同数组性质和处理精度确定。形框的判断条件是前后两个元素是否不相等,若为真去除无效幅值,在程序实现时只需加入一个判断值留下这个数,否则将继续下一个数的判断,直到最后条件即可。经过本人的反复验证,认为将其加在判断完一个数为止。这样当遇到相等数时,取下的是其中的第循环之后(即一次雨流计数中)最为合适。一个数值。在峰谷值检测时(如图3),判

8、断条件是相