9. Дискретизация процесса нагружения

Проведению схематизации предшествует дискретное представление процесса нагружения в виде последовательности ординат процесса для ввода цифровой информации в ЭВМ и вычисления статистических характеристик.

Дискретизация может осуществляться методом случайных ординат или методом пересечений.

.Дискретизация по методу случайных ординат

показана дискретизация по методу случайных ординат. Значения процесса нагружения x( t ) определяют через равные промежутки времени Δt, в результате получают случайную последовательность ординат процесса нагружения.

Дискретизация по методу случайных ординат

Интервал дискретизации Δt определяют по формуле

.

                                                                              

10.Дискретизация по методу пересечений

При дискретизации по методу пересечений ординаты процесса нагружения определяют в момент пересечения верхней границы класса восходящей или нисходящей ветвями процесса. На черт. 3 иллюстрируется дискретизация по восходящим ветвям процесса.

Примечание. Допускается использовать метод пересечений для схематизации процесса нагружения( приложение 2).

Дискретизация по методу пересечений

11.Оценка статистических характеристик процесса нагружения

Характер изменения нагрузок во времени можно разделить на регулярный и нерегулярный.

Регулярным нагружением называют нагружение, характеризующееся периодическим законом изменения нагрузок с одним максимумом и одним минимумом в течении одного периода при постоянстве параметров цикла нагружения в течение всего времени испытаний. Все виды нагружений, не удовлетворяющие этому определению, называют нерегулярными. К ним относятся бигармоническое, полигармоническое, блочное и случайное нагружения.

В большинстве случаев на практике имеет место случайный характер изменения напряжений во времени. Нагрузочный режим для расчета усталостной долговечности получают путем статистической обработки непрерывных тензометрических или телеметрических измерений напряжений в контрольных точках.

При обработке случайный процесс нагружения заменяется эквивалентным упорядоченным.

Схематизацию процессов загружения проводят применительно к блокунагружения (ГОСТ 25.507-85 [10]), который соответствует совокупности последовательных значений переменных нагрузок, возникающих в элементе конструкции за какой-либо характерный период эксплуатации.

Блок нагружения должен содержать не менее 1000 экстремумов   в осциллограмме напряжений в контролируемой точке детали механизма или машины. Общая наработка детали до появления усталостной трещины равна:

   ,                                                                                                                          (2.5)где   - число блоков нагружения до появления трещин;   - время, в течении которого наблюдался блок нагружения .

Число циклов в блоке нагружения   и суммарное число циклов до появления трещины  связаны соотношением

.                                                                                                                      (2.6)

Оценка статистических характеристик процессов нагружения производится по следующим параметрам:

 cреднее арифметическое значение процесса нагружения -  ;

 дисперсия процесса нагружения  ;

 среднее квадратичное отклонение процесса нагружения;

 коэффициент нерегулярности процесса нагружения

 ,                                                                                                                              (2.6)

где   - число пересечений процессом уровня среднего напряжения;   - число экстремумов того же процесса.

Существуют несколько методов схематизации, однако принято считать, что наиболее приемлемые результаты для оценки долговечности дает метод полных циклов. В последнее время широкое распространение получил метод “дождя” [7]. Этот метод дает результаты совпадающие с методом полных циклов, но он более удобен для программирования на ЭВМ [3].