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rainflow

Rainflow疲劳分析

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c = rainflow (x)
c = rainflow (x, fs)
c = rainflow (x, t)
c = rainflow (xt)
c = rainflow (___,' ext ')
[c、rm、rmr、rmm] = rainflow (___)
[c、rm、rmr、rmm idx] = rainflow (___)
rainflow (___)

描述

c= rainflow (x)回报周期计数的加载时间历史,x根据ASTM E 1049标准。看到算法为更多的信息。

例子

c= rainflow (x,fs)回报周期计数x采样速率fs。

例子

c= rainflow (x,t)回报周期计数x采样值存储在t。

例子

c= rainflow (xt)回报周期计数的历史存储在MATLAB中®时间表xt。

例子

c= rainflow (___,' ext ')指定的时间历史作为一个向量逆转(高峰和低谷)。“ext”可用于任何以前的语法。

(c,rm,rmr,rmm)= rainflow (___)输出一个rainflow矩阵,rm两个向量,rmr和rmm,包含直方图本边缘的行和列rm,分别。

(c,rm,rmr,rmm,idx)= rainflow (___)还返回逆转中确定输入的线性指标。

rainflow (___)没有输出参数块负载逆转和rainflow矩阵直方图在当前图。

例子

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打开生活的脚本

产生一个信号,类似于加载历史、组成的正弦信号half-periods连接,均布逆转。在512赫兹信号采样8秒。情节极值和信号。

fs = 512;X = [2 1 2 3 4 5 1 3 4];lX长度(X) = 1;Y =选项(X) / 2。* cos(π* (0:1 / fs: 1 - 1 / fs)”) + (X (1: lX) + X (2: lX + 1) / 2;Y = X (Y(:);(结束)];情节(0:lX, X,“o”,0:1 / fs: lX, Y)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含2线类型的对象。

计算周期计数数据。显示周期数的矩阵。

[c,嘘,边缘,rmm idx] = rainflow (Y, fs);T = array2table (c,“VariableNames”,{“数”,“范围”,“的意思是”,“开始”,“结束”})
T =7×5表计数范围意味着开始结束_____ _____ _____ _____ ___ 0.5 -0.5 0.5 - 3 0 1 4 1 1 2 1 4 1 5 0.5 8 1 2 3 0.5 9 0.5 3 6 0.5 8 0 6 7 0.5 6 1 7 8

显示一个直方图的循环应力范围的函数。

柱状图(“BinEdges”边缘”,“BinCounts”(嘘,2)总和)包含(的应力范围)ylabel (循环计数的)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个直方图类型的对象。

使用rainflow没有输出参数显示直方图的周期函数的周期和平均周期范围内。

rainflow (Y, fs)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题负载逆转包含一个类型的对象。坐标轴对象2与标题Rainflow矩阵直方图包含histogram2类型的一个对象。

打开生活的脚本

产生一个信号,类似于加载历史、组成的正弦信号half-periods连接,不均匀间隔的逆转。信号采样10 Hz 15秒。情节极值和信号。

fs = 10;X = [0 1 3 4 5 6 8 10 13 15];Y = [2 1 2 3 4 5 1 3 4 6];Z = [];为k = 1:长度(Y) 1 x = x (k + 1) - x (k);z = (Y (k + 1) - Y (k)) * cos(π* (0:1 / fs: x - 1 / fs) / x) + Y (k + 1) + Y (k);Z = (Z Z / 2);结束Z = Y(结束)[Z];t = linspace (X (1) X(结束),长度(Z));情节(X, Y,“o”,t, Z)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含2线类型的对象。

计算周期计数数据。显示周期数的矩阵。

[c,嘘,边缘,rmm idx] = rainflow (Z, t);TT = array2table (c,“VariableNames”,{“数”,“范围”,“的意思是”,“开始”,“结束”})
TT =7×5表数范围意味着开始结束_____ _____ _____ _____ ___ 0.5 3 -0.5 0 1 0.5 0.5 4 1 1 3 1 4 1 5 6 8 1 3 4 1 6 1 10 13 0.5 9 0.5 - 4 8 0.5 10 1 8 15

使用rainflow没有输出参数显示直方图的周期函数的周期和平均周期范围内。

rainflow (Z, t)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题负载逆转包含一个类型的对象。坐标轴对象2与标题Rainflow矩阵直方图包含histogram2类型的一个对象。

打开生活的脚本

生成一个随机信号采样在100赫兹100秒。信号及其时间信息存储在一个时间表。

fs = 100;t =秒(0:1 / fs: 100 - 1 / fs) ';x = randn(大小(t));TT =时间表(t, x);

显示的逆转和rainflow矩阵信号。

rainflow (TT)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题负载逆转包含一个类型的对象。坐标轴对象2与标题Rainflow矩阵直方图包含histogram2类型的一个对象。

打开生活的脚本

生成一组极值类似负载逆转。图数据。

X = [2 1 2 3 4 5 1 3 4] ';情节(X)包含(“样本指数”)ylabel (“压力”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。

计算周期计数数据。指定的输入由已确定极值。

[C,嘘,边缘]= rainflow (X,“ext”);

显示一个直方图的循环应力范围的函数。

柱状图(“BinEdges”边缘”,“BinCounts”(嘘,2)总和)包含(的应力范围)ylabel (循环计数的)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个直方图类型的对象。

使用rainflow没有输出参数显示直方图的周期函数的周期和平均周期范围内。

rainflow (X,“ext”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题负载逆转包含一个类型的对象。坐标轴对象2与标题Rainflow矩阵直方图包含histogram2类型的一个对象。

输入参数

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加载时间历史,指定为一个向量。x一定是有限值。

数据类型:单|双

采样率,指定为一个积极的真正的标量。

数据类型:单|双

时间值,指定为一个向量,持续时间数组,或持续时间标量表示样本之间的时间间隔。

例子:秒(0:1/100:1)是一个持续时间在100赫兹数组代表1秒的采样。

数据类型:单|双|持续时间

加载时间历史,指定为一个时间表。xt必须包含增加,有限的行乘以。的时间表必须只包含一个数字数据向量与有限的负载值。

如果时间表有缺失或重复的时间点,你可以修理它使用的技巧清洁时间表与失踪、重复或不均匀。

例子:时间表(秒(0:4)”,兰德(5、1))指定一个随机变量抽样1赫兹为4秒。

数据类型:单|双

输出参数

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循环计数,作为一个矩阵返回。c包含在其周期信息列在这个顺序:计数,范围,意味着值,初始样本指标,最终样本指数。看到算法了一个例子。如果你指定采样率,一个时间间隔,或一个向量的时间值,然后最后两列c包含初始和最终周期。如果你叫rainflow时间表作为输入,然后最后两列表达最初和最后的周期在几秒钟内。

Rainflow矩阵。的行rm对应周期范围内,和列对应于循环的意思。

直方图本边缘,作为向量返回。rmr和rmm包含本边缘的行和列rm,分别。

逆转的线性指标,作为一个向量返回。

算法

疲劳分析研究如何在对象受到损伤积累压力周期性变化。循环必须打破对象的数量取决于周期振幅。宽带输入激励包含周期不同的振幅,存在滞后的对象有嵌套一些周期内其他人的影响,完全或部分。Rainflow计数估计负载变化周期周期振幅的函数。

最初,rainflow将加载历史的序列逆转。逆转是当地的最小和最大负载变化的迹象。函数计算周期通过考虑一个移动的参考点的序列,Z,一个移动的命令三点与这些特征子集:

  1. 统称为第一和第二点Y。

  2. 统称为第二和第三点X。

  3. 在这两个X和Y,点排序从早些时候在时间,但不一定是连续逆转序列。

  4. 的范围的X,用r(X),振幅之差的绝对值的第一点和第二点的振幅。的定义r(Y)是类似的。

的rainflow算法如下:

Rainflow计数算法

最后,函数收集不同的周期和著和汇总他们的范围,意味着,他们开始和结束的点。这些信息可以被用来产生一个周期的柱状图。

考虑一下这个逆转序列:

14逆转序列。A的值为- 2,B, C - 3 D, E - 1, 3 F, G - 4 H 4 J - 3, K, L - 2, 3 M, N 2, P 6。德是6的范围和LP的范围是8。

一步 Z 逆转 三个逆转? Y r (Y) X r (X) (X) < r (Y) ? 在Y Z ? 行动
1 一个 一个,B,C 是的 AB 3 公元前 4 没有 是的

  1. 数AB½周期。

  2. 丢弃一个。

  3. 集Z来B。
2 B B,C 没有 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 读D。
3 B B,C,D 是的 公元前 4 CD 8 没有 是的

  1. 数公元前½周期。

  2. 丢弃B。

  3. 集Z来C。
4 C C,D 没有 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 读E。
5 C C,D,E 是的 CD 8 德 6 是的 - - - - - - 读F。
6 C C,D,E,F 是的 德 6 英孚 4 是的 - - - - - - 读G。
7 C C,D,E,F,G 是的 英孚 4 成品 7 没有 没有

  1. 数英孚1周期。

  2. 丢弃E和F。
8 C C,D,G 是的 CD 8 DG 9 没有 是的

  1. 数CD½周期。

  2. 丢弃C。

  3. 集Z来D。
9 D D,G 没有 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 读H。
10 D D,G,H 是的 DG 9 “大酒店” 8 是的 - - - - - - 读J。
11 D D,G,H,J 是的 “大酒店” 8 沪江 7 是的 - - - - - - 读K。
12 D D,G,H,J,K 是的 沪江 7 JK 4 是的 - - - - - - 读l。
13 D D,G,H,J,K,l 是的 JK 4 吉隆坡 3 是的 - - - - - - 读米。
14 D D,G,H,J,K,l,米 是的 吉隆坡 3 LM 5 没有 没有

  1. 数吉隆坡1周期。

  2. 丢弃K和l。
15 D D,G,H,J,米 是的 沪江 7 JM 5 是的 - - - - - - 读N。
16 D D,G,H,J,米,N 是的 JM 5 锰 1 是的 - - - - - - 读P。
17 D D,G,H,J,米,N,P 是的 锰 1 NP 4 没有 没有

  1. 数锰1周期。

  2. 丢弃米和N。
18 D D,G,H,J,P 是的 沪江 7 摩根大通 9 没有 没有

  1. 数沪江1周期。

  2. 丢弃H和J。
19 D D,G,P 是的 DG 9 全科医生 10 没有 是的

  1. 数DG½周期。

  2. 丢弃D。

  3. 集Z来G。
20. G G,P 出的数据 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

数全科医生½周期。

现在收集结果。

循环计数 范围 的意思是 开始 结束
½ 3 -0.5 一个 B
½ 4 1 B C
1 4 1 E F
½ 8 1 C D
1 3 -0.5 K l
1 1 2.5 米 N
1 7 0.5 H J
½ 9 0.5 D G
½ 10 1 G P

这个运行的结果进行比较rainflow序列:

q = rainflow ([2 1 3 5 1 3 4 4 3 1 2 3 2 6))
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 2.5000 12.0000 13.0000 1.0000 7.0000 0.5000 8.0000 9.0000 0.5000 9.0000 0.5000 4.0000 7.0000 0.5000 10.0000 1.0000 7.0000 14.0000

引用

[1]ASTM e1049 - 85(2017),“标准实践循环疲劳分析计算。”West Conshohocken, PA: ASTM International, 2011,https://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?E1049。

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另请参阅

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介绍了R2017b

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深度学习与MATLAB信号处理

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