2.1 Метод «дождевого потока»

Для схематизации по методу «дождевого потока» представляют, что ось времени направлена вертикально вниз (рис.9.8). Линии, соединяющие соседние экстремумы - это последовательность крыш, по которым стекают потоки дождя. Предположим, что первый экстремум- максимум, тогда номерам максимумов соответствуют нечетные числа, номерам минимумов – четные.

Траектории потоков определяют в соответствии со следующими правилами:

Потоки начинаются с внутренней стороны экстремумов последовательно. Каждый поток определяет полуцикл нагружения. Величину размаха определяют проекцией траектории потока на ось нагрузки.

Поток, начавшийся в точке максимума, прерывается в тот момент, когда встретится максимум больший, чем исходный.

Поток, начавшийся в точке минимума, прерывается, когда встретится минимум меньший, чем исходный.

При встрече на одной из крыш нескольких потоков движение продолжает тот, который берет начало в экстремуме с меньшим номером, а остальные прерываются.

Поток не встретивший препятствий падает на землю.

Метод «полных циклов».

При схематизации по методу «полных циклов» (ГОСТ 25.101-83) не всегда удается до конца выделить все циклы нагружения. В работе [24] предлагается модифицированный метод «полных циклов», который состоит из следующей последовательности выделения циклов.

К полученной циклограмме экстремальных значений определяющего параметра K_m1, K_m2, …….. K_mi, …… K_mn добавляют наибольший минимум K_{m min min} и наибольший максимум K_{m max max} . Перед первым экстремумом циклограммы максимумом (минимумом) добавляется K_{m min min} (K_{m max max}), а после последнего экстремума – минимума (максимума) добавляется K_{m max max} (K_{m min min}).

Выделяют циклы за несколько проходов последовательности экстремумов, при этом после каждого прохода исключают экстремумы, по которым выделились циклы. Последним считается просмотр, при котором размах выделенного цикла достигает значения a = K_{m max max} - K_{m min min}.

Условия выделения цикла:

a_i < a_i-1,

a_i < a_i+1,

где a_i – размах проверяемого на выделение цикла:

a_i-1 = K_mi+1 - K_mi ,

a_i+1 = K_mi+3 - K_mi+2 ,

a_i = K_mi+1 - K_mi+2 .

Экстремумы K_mi+1 и K_mi+2 из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Далее анализируется следующая четвертка экстремумов K_mi, K_mi+3, K_mi+4, K_mi+5.

Если условие выделения цикла не выполняется, сдвигают четвертку экстремумов на один и рассматривают экстремумы K_mi+1, K_mi+2, K_mi+3, K_mi+4.

В результате обработки получим полуциклы или полные циклы нагружения, которые характеризуются максимальным K_{m max} и минимальным значением K_{m min}. Каждый выделенный цикл приводят к эквивалентным пульсирующим циклам по эмпирическим зависимостям:

K_m0 = , если (K_{m max}+ K_{m min})/2 >=0

K_m0 = , если (K_{m max}+ K_{m min})/2 <=0 и K_{m max}>0

K_m0 = 0 если K_{m max}<=0

Для вычисления усталостного повреждения задают кривую усталости в виде степенной зависимости:

N = A/K_m0 ^p

Усталостное повреждение вычисляют как величину обратную долговечности:

D= 1/ N = K_m0 ^p / A

На основании линейной гипотезы суммирования вычислим D_ как сумму повреждений всех циклов.

D_ =  D_i1 / 2

Выделяют цикл с максимальным повреждением D_max и определяем число циклов эквивалентных по повреждению полетному циклу:

n_экв = D_ / D_max

Соответствующее значение (K_m0) _max определяет цикл ЗВЗ.

По заданным нагрузкам для каждого эквивалентного цикла ЗВЗ (K_m0)^эт_max вычисляем эквивалентное число циклов для заданного полетного цикла: n^з_экв

Определяем эквивалент сформированного полетного цикла по отношению к заданному полетному циклу:

Э = n_экв/ n^з_экв