雨流法

用于疲劳分析的雨流计数

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语法

c=雨流量（x）
c=雨流量（x，fs）
c=雨流量（x，t）
c=雨流（xt）
c=雨流(___，“外部”）
[c，rm，rmr，rmm]=雨流(___)
[c，rm，rmr，rmm，idx]=雨流(___)
雨流(___)

说明

c类=雨流（十)返回加载时间历史记录的周期计数，十，根据ASTM E 1049标准。见算法更多信息。

例子

c类=雨流（十,四季酒店)返回循环计数十抽样率四季酒店.

例子

c类=雨流（十,t型)返回循环计数十在存储在t型.

例子

c类=雨流（文本)返回存储在MATLAB中的时间历史记录的周期计数®时间表文本.

例子

c类=雨流（___，“外部”）将时间历史指定为反转（峰谷）。'外部'可以与以前的任何语法一起使用。

[c类,室,风险管理报告,风险管理]=雨流(___)输出雨流矩阵，室，和两个向量，风险管理报告和风险管理，包含的行和列的直方图bin边缘室，分别是。

[c类,室,风险管理报告,风险管理,国际直拨电话]=雨流(___)还返回输入中标识的反转的线性索引。

雨流(___)如果没有输出参数，则在当前图中绘制负载反转图和rainflow矩阵直方图。

实例

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打开实时脚本

生成一个类似于负载历史的信号，由正弦半周期组成，连接已知的等间隔反向。信号以512赫兹采样8秒。绘制极值和信号。

fs=512；X=[-21-35-13-44-2]；lX=长度（X）-1；Y=-diff（X）/2.*cos（pi*（0:1/fs:1-1/fs）'+（X（1:lX）+X（2:lX+1））/2；Y=[Y（：）；X（end）]；plot（0:lX，X，'O'，0:1/fs:lX，Y）

计算数据的周期计数。显示循环计数矩阵。

[c，hist，edges，rmm，idx]=雨流（Y，fs）；T=阵列2表（c，'可变名称',{'计数','范围','意思','开始','结束'})
T型=7×5桌计数范围平均开始结束时间0.5 3-0.5 0 1 0.5 4-1 1 2 1 4 4 0.5 8 1 2 0.5 9 0.5 3 0.5 8 0 6 7 0.5 6 1 7 8

显示循环计数的直方图作为应力范围的函数。

直方图('边角料'，边'，'二进制数'，和（hist，2））xlabel('压力范围')伊拉贝尔(“周期盘点”)

使用雨流法没有输出参数来显示周期直方图作为周期平均值和周期范围的函数。

雨流（Y，fs）

打开实时脚本

生成一个类似于负载历史的信号，由正弦半周期组成，连接已知的、间隔不均的反向。信号以10赫兹采样15秒。绘制极值和信号。

FS = 10;X = [0 1 3 4 5 6 8 10 13 15];Y = [-2 1-3 5 -1 3-4 4 -2 6];Z = [];对于k=1：长度（Y）-1x=x（k+1）-x（k）；z=-（Y（k+1）-Y（k））*cos（pi*（0:1/fs:x-1/fs）/x）+Y（k+1）+Y（k）；z=[z z/2]；结束Z=[Z Y（end）]；t=linspace（X（1），X（end），length（Z））；plot（X，Y，'O'，T，Z）

计算数据的周期计数。显示循环计数矩阵。

[c，hist，edges，rmm，idx]=雨流（Z，t）；TT=阵列2表（c，'可变名称',{'计数','范围','意思','开始','结束'})
TT公司=7×5桌计数范围平均起始端

使用雨流法没有输出参数来显示周期直方图作为周期平均值和周期范围的函数。

雨流（Z，t）

打开实时脚本

生成以100Hz采样的100秒的随机信号。存储信号，并在其时间表的时间信息。

fs=100；t=seconds（0:1/fs:100-1/fs）’；x=randn（size（t））；TT=时刻表（t，x）；

显示信号的反转和雨流矩阵。

雨流（TT）

打开实时脚本

生成一组类似于负载反转的极值。绘制数据。

X=[-21-35-13-44-2]'；绘图（X）xlabel('示例索引')伊拉贝尔(“压力”)

计算数据的周期计数。指定输入由已标识的极值组成。

[C，hist，edges]=雨流（X，'外部');

显示循环计数的直方图作为应力范围的函数。

直方图('边角料'，边'，'二进制数'，和（hist，2））xlabel('压力范围')伊拉贝尔(“周期盘点”)

使用雨流法没有输出参数来显示周期直方图作为周期平均值和周期范围的函数。

雨流（X，'外部')

输入参数

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加载时间历史记录，指定为矢量。十必须具有有限值。

数据类型：单一的|双重的

采样率，指定为正实标量。

数据类型：单一的|双重的

时间值，指定为向量，a期间数组，或期间表示采样之间时间间隔的标量。

例子：秒（0:1/100:1）是一个期间表示在100赫兹下采样1秒的阵列。

数据类型：单一的|双重的|期间

加载时间历史记录，指定为时间表。文本必须包含递增的有限行时间。时刻表必须只包含一个具有有限负载值的数字数据向量。

如果时间表缺少或重复了时间点，可以使用中的提示修复它时间缺失、重复或不一致的干净时间表（MATLAB）。

例子：时间表（秒（0：4）”，兰特（5,1））指定以1赫兹采样4秒的随机变量。

数据类型：单一的|双重的

输出参数

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循环计数，作为矩阵返回。c类按以下顺序在其列中包含循环信息：计数、范围、平均值、初始样本索引和最终样本索引。见算法举个例子。如果指定采样率、时间间隔或时间值向量，则c类包含初始和最终循环时间。如果你打电话雨流法以时间表为输入，最后两列以秒为单位表示初始和最终循环时间。

雨流矩阵。一排排室对应于周期范围，列对应于周期平均值。

直方图仓边缘，返回载体。风险管理报告和风险管理包含的行和列的bin边缘室，分别是。

反转的线性指数，作为向量返回。

算法

疲劳分析研究在应力的周期性变化下，损伤如何在物体中累积。打断对象所需的循环次数取决于循环幅度。宽频带输入激励包含不同振幅的周期，并且对象中存在的滞后效应会在其他周期中嵌套一些周期，无论是完全的还是部分的。雨流计数估计负荷变化周期的数量作为周期振幅的函数。

最初，雨流法将加载历史记录转换为反转. 反向是负荷变化符号的局部最小值和最大值。该函数通过考虑序列的移动参考点来计算周期，Z轴，以及具有以下特征的移动有序三点子集：

  1. 第一点和第二点统称为是的.

  2. 第二点和第三点统称为十.

  3. 两者都有十和是的，点在时间上从早到晚排序，但在反转序列中不一定连续。

  4. 这个范围属于十，表示为右(十)，是第一点振幅与第二点振幅之差的绝对值。定义右(是的)是类似的。

这个雨流法算法如下：

最后，函数收集不同的周期和半周期，并将它们的范围、平均值以及它们开始和结束的点制成表格。然后，可以使用此信息生成周期直方图。

考虑以下反转顺序：

台阶 Z轴 反转 三次逆转？ 是的 右（Y） 十 右（X） r（X） Z在Y？ 行动
1个 一个 一个,乙,C类 是的 AB公司 三 公元前 4个 不 是的

  1. 计数AB公司作为半个周期。

  2. 丢弃一个.

  3. 套Z轴到乙.
2个 乙 乙,C类 不 — — — — — — 阅读丁.
三 乙 乙,C类,丁 是的 公元前 4个 光盘 八 不 是的

  1. 计数公元前作为半个周期。

  2. 丢弃乙.

  3. 套Z轴到C类.
4个 C类 C类,丁 不 — — — — — — 阅读E类.
5个 C类 C类,丁,E类 是的 光盘 八 判定元件 6个 是的 — 阅读F型.
6个 C类 C类,丁,E类,F型 是的 判定元件 6个 英孚 4个 是的 — 阅读克.
7个 C类 C类,丁,E类,F型,克 是的 英孚 4个 前景 7个 不 不

  1. 计数英孚作为一个循环。

  2. 丢弃E类和F型.
八 C类 C类,丁,克 是的 光盘 八 危险品 9个 不 是的

  1. 计数光盘作为半个周期。

  2. 丢弃C类.

  3. 套Z轴到丁.
9个 丁 丁,克 不 — — — — — — 阅读小时.
10个 丁 丁,克,小时 是的 危险品 9个 生长激素 八 是的 — 阅读J型.
11个 丁 丁,克,小时,J型 是的 生长激素 八 HJ公司 7个 是的 — 阅读千.
德意志北方银行 丁 丁,克,小时,J型,千 是的 HJ公司 7个 JK公司 4个 是的 — 阅读一.
13个 丁 丁,克,小时,J型,千,一 是的 JK公司 4个 吉隆坡 三 是的 — 阅读米.
14个 丁 丁,克,小时,J型,千,一,米 是的 吉隆坡 三 长毛 5个 不 不

  1. 计数吉隆坡作为一个循环。

  2. 丢弃千和一.
15个 丁 丁,克,小时,J型,米 是的 HJ公司 7个 吉咪 5个 是的 — 阅读N个.
16个 丁 丁,克,小时,J型,米,N个 是的 吉咪 5个 锰 1个 是的 — 阅读第页.
17岁 丁 丁,克,小时,J型,米,N个,第页 是的 锰 1个 NP 4个 不 不

  1. 计数锰作为一个循环。

  2. 丢弃米和N个.
18岁 丁 丁,克,小时,J型,第页 是的 HJ公司 7个 日元 9个 不 不

  1. 计数HJ公司作为一个循环。

  2. 丢弃小时和J型.
19个 丁 丁,克,第页 是的 危险品 9个 全科医生 10个 不 是的

  1. 计数危险品作为半个周期。

  2. 丢弃丁.

  3. 套Z轴到克.
20个 克 克,第页 数据不足 — — — — — —

计数全科医生作为半个周期。

现在收集结果。

循环计数 范围 意思 起点 终点
½ 三 –0.5分 一个 乙
½ 4个 –1个 乙 C类
1个 4个 1个 E类 F型
½ 八 1个 C类 丁
1个 三 –0.5分 千 一
1个 1个 2.5条 米 N个
1个 7个 0.5分 小时 J型
½ 9个 0.5分 丁 克
½ 10个 1个 克 第页

将此与运行结果进行比较雨流法按顺序：

q=雨流量（[-21-35-13-44-31-23-26]）
q=0.5000 3.0000-0.5000 1.0000 2.0000 0.5000 4.0000-1.0000 2.0000 3.0000 1.0000 4.0000 1.0000 5.0000 6.0000 0.5000 8.0000 1.0000 3.0000 4.0000 1.0000 3.0000-0.5000 10.0000 11.0000 1.0000 1.0000 2.0000 12.0000 13.0000 1.0000 7.0000 0.5000 8.0000 0.0000 9.0000 0.5000 4.0000 7.0000 0.5000 10.0000 1.0000 7.0000 14.0000

参考

[1] ASTM E1049-85（2017），“疲劳分析中循环计数的标准实践”，宾夕法尼亚州西康舍霍肯：ASTM国际，2011，https://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi？E1049号.

扩展功能

另见

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在R2017b中引入

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