主要内容

雨流程

用于疲劳分析的雨流计数

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句法

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

描述

C= rainflow (X的）返回加载时间历史记录的周期计数，X，根据ASTM E 1049标准。看算法为更多的信息。

例子

C= rainflow (X那FS.的）返回循环计数X按一定比率抽样FS.。

例子

C= rainflow (X那T.的）返回循环计数X在存储的时间值中进行采样T.。

例子

C= rainflow (xt的）返回存储在MATLAB中的时间历史的循环计数®时间表xt。

例子

C= rainflow (___, ' ext ')将时间历史记录指定为已标识的向量逆转(高峰和低谷)。'ext'可以与前面的任何语法一起使用。

[C那rm那rmr那rmm] =雨流程（___的）输出雨流矩阵，rm，和两个向量，rmr和rmm，包含行和列的直方图bin边缘rm， 分别。

[C那rm那rmr那rmm那idx] =雨流程（___的）也返回在输入中确定的反转的线性指数。

rainflow (___的）在没有输出参数中，绘图在当前图中加载逆转和雨流矩阵直方图。

例子

全部收缩

打开生活的脚本

生成类似于负载历史的信号，包括连接已知的正常逆转的正弦半期。该信号以512 Hz采样8秒。绘制极值和信号。

FS = 512;X = [-2 1 -3 5 -1 3 -4 4 -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）];情节（0：LX，X，“o”，0：1 / FS：LX，Y）

图包含轴对象。轴对象包含2个类型的物体。

计算数据的周期计数。显示周期计数矩阵。

[c，hist，边缘，rmm，idx] =雨流（y，fs）;t = Array2table（C，“VariableNames”，{'数数'那'范围'那“的意思是”那'开始'那'结尾'}）
T =7×5表计数范围平均开始结束_____ _____ ____ _____ ___ 0.5 3 -0.5 0 1 0.5 4 -1 1 2 1 4 1 4 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

显示一个柱状图的循环计数作为一个功能的应力范围。

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

图包含轴对象。轴对象包含类型直方图的对象。

使用雨流程没有输出参数以显示周期的直方图作为周期平均值和循环范围的函数。

雨流（y，fs）

图包含2个轴对象。轴对象1具有标题负载反转包含类型线的对象。带有标题Rainflow矩阵直方图的轴对象2包含类型直方图2的对象。

打开生活的脚本

生成一个类似于负载历史的信号，由连接已知的、间隔不均匀的反转的正弦半周期组成。信号以10hz采样15秒。绘制极值和信号。

fs = 10;X = [0 13 4 5 6 8 10 13 15];Y = [-2 1 -3 5 -1 3 -4 4 -2 6];Z = [];为了k = 1:length(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];结尾Z = [Z Y(end)];t = linspace (X (1) X(结束),长度(Z));情节(X, Y,“o”, t, Z)

图包含轴对象。轴对象包含2个类型的物体。

计算数据的周期计数。显示周期计数矩阵。

[c，hist，边缘，rmm，Idx] =雨流（z，t）;tt = Array2table（C，“VariableNames”，{'数数'那'范围'那“的意思是”那'开始'那'结尾'}）
TT =7×5表计数范围平均开始结束_____ _____ ____ _____ ___ 0.5 3 -0.5 0 1 0.5 4 -1 13 1 4 15 6 0.5 8 13 4 1 6 1 10 13 0.5 9 0.5 4 8 0.5 10 1 8 15

使用雨流程没有输出参数以显示周期的直方图作为周期平均值和循环范围的函数。

rainflow (Z, t)

图包含2个轴对象。轴对象1具有标题负载反转包含类型线的对象。带有标题Rainflow矩阵直方图的轴对象2包含类型直方图2的对象。

打开生活的脚本

生成一个随机信号，采样频率为100hz，采样时间为100秒。将信号及其时间信息存储在时间表中。

FS = 100;T =秒（0：1 / FS：100-1 / FS）';x = randn（大小（t））;tt =时间表（t，x）;

显示信号的逆转和雨流程矩阵。

rainflow (TT)

图包含2个轴对象。轴对象1具有标题负载反转包含类型线的对象。带有标题Rainflow矩阵直方图的轴对象2包含类型直方图2的对象。

打开生活的脚本

生成类似于负载逆转的一组极值。绘制数据。

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

图包含轴对象。轴对象包含类型线的对象。

计算数据的周期计数。指定输入由已标识的极值组成。

[C,嘘,边缘]= rainflow (X,'ext'）;

显示一个柱状图的循环计数作为一个功能的应力范围。

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

图包含轴对象。轴对象包含类型直方图的对象。

使用雨流程没有输出参数以显示周期的直方图作为周期平均值和循环范围的函数。

雨流量（x，'ext'的）

图包含2个轴对象。轴对象1具有标题负载反转包含类型线的对象。带有标题Rainflow矩阵直方图的轴对象2包含类型直方图2的对象。

输入参数

全部收缩

载入时间历史，指定为向量。X必须有有限的值。

数据类型:单|双

采样率，指定为正实标量。

数据类型:单|双

时间值，指定为向量a期间阵列，或者期间表示样本之间的时间间隔的标量。

例子:秒（0：1/100：1）是一个期间阵列表示在100hz下的1秒采样。

数据类型:单|双|期间

载入时间历史，指定为时间表。xt必须包含越来越多的有限行时间。时间表必须仅包含一个具有有限负载值的一个数字数据向量。

如果一个时间表有缺失或重复的时间点，你可以使用提示来修正它清除时间表缺失，重复，或不一致的时间。

例子:时间表(秒(0:4)”,兰德(5、1))指定以1hz采样4秒的随机变量。

数据类型:单|双

输出参数

全部收缩

循环计数，以矩阵形式返回。C在其列中包含循环信息，顺序为:计数、范围、平均值、初始样本指数和最终样本指数。看算法例如，如果指定采样率，时间间隔或时间值的向量，则是最后两列C包含初始和最终循环时间。如果你打电话雨流程将时间表作为输入，然后最后两列以秒表示初始和最终周期时间。

Rainflow矩阵。的行rm对应于循环范围，并且列对应于循环均值。

直方图bin边，返回为向量。rmr和rmm包含行和列的BIN边缘rm， 分别。

反转线的线性索引，作为矢量返回。

算法

疲劳分析是研究在周期性应力变化下物体损伤如何累积的。破坏物体所需的循环次数取决于循环振幅。宽带输入激励包含不同振幅的周期，而物体中存在的迟滞效应会使一些周期完全或部分嵌套在其他周期中。Rainflow计数估计负荷变化周期数作为周期幅值的函数。

最初，雨流程将加载历史记录转换为逆转。逆转是负载变化符号的本地最小值和最大值。该功能通过考虑序列的移动参考点来计算周期，Z.，以及具有这些特征的移动有序的三点子集：

  1. 第一和第二点统称为y。

  2. 第二点和第三点统称为X。

  3. 在这两个X和y，这些点在时间上从早到晚排序，但在反转序列中不一定是连续的。

  4. 这范围的X,用R.（X)，是第一个点振幅与第二个点振幅之差的绝对值。的定义R.（y)是类似的。

这雨流程算法如下：

雨流计数算法

最后，该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。这些信息可以用来生成循环的直方图。

考虑此逆转序列：

14个逆转的序列。A的值减去2，b 1，c minus 3，d 5，e minus 1，f 3，g minus 4，h 4j minus 3，k 1，l minus 2，m 3，n 2，p 6。DE的范围为6，LP的范围为8。

一步 Z. 逆转 三个逆转? y r (Y) X r (X) r（x） z在y？ 行动
1 一种 一种那B.那C 是的 AB. 3. 公元前 4. 没有 是的

  1. 数AB.½周期。

  2. 丢弃一种。

  3. 放Z.来B.。
2 B. B.那C 没有 - - - - - - 读D.。
3. B. B.那C那D. 是的 公元前 4. 光盘 8. 没有 是的

  1. 数公元前½周期。

  2. 丢弃B.。

  3. 放Z.来C。
4. C C那D. 没有 - - - - - - 读E.。
5. C C那D.那E. 是的 光盘 8. 德 6. 是的 - 读F。
6. C C那D.那E.那F 是的 德 6. EF. 4. 是的 - 读G。
7. C C那D.那E.那F那G 是的 EF. 4. FG. 7. 没有 没有

  1. 数EF.1周期。

  2. 丢弃E.和F。
8. C C那D.那G 是的 光盘 8. DG. 9. 没有 是的

  1. 数光盘½周期。

  2. 丢弃C。

  3. 放Z.来D.。
9. D. D.那G 没有 - - - - - - 读H。
10 D. D.那G那H 是的 DG. 9. gh 8. 是的 - 读j。
11 D. D.那G那H那j 是的 gh 8. HJ. 7. 是的 - 读K.。
12 D. D.那G那H那j那K. 是的 HJ. 7. jk. 4. 是的 - 读L.。
13 D. D.那G那H那j那K.那L. 是的 jk. 4. 吉隆坡 3. 是的 - 读M.。
14 D. D.那G那H那j那K.那L.那M. 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.那G那H那j那M. 是的 HJ. 7. 杰姆 5. 是的 - 读N.。
16 D. D.那G那H那j那M.那N. 是的 杰姆 5. 锰 1 是的 - 读P.。
17 D. D.那G那H那j那M.那N.那P. 是的 锰 1 NP 4. 没有 没有

  1. 数锰1周期。

  2. 丢弃M.和N.。
18 D. D.那G那H那j那P. 是的 HJ. 7. J.P 9. 没有 没有

  1. 数HJ.1周期。

  2. 丢弃H和j。
19 D. D.那G那P. 是的 DG. 9. GP. 10 没有 是的

  1. 数DG.½周期。

  2. 丢弃D.。

  3. 放Z.来G。
20. G G那P. 出的数据 - - - - - -

数GP.½周期。

现在收集结果。

周期盘点 范围 的意思是 开始 结尾
½ 3. -0.5 一种 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 M. N.
1 7. 0．5 H j
½ 9. 0．5 D. G
½ 10 1 G P.

将其与跑步的结果进行比较雨流程序列:

Q =雨流([-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

参考文献

[1] ASTM E1049-85（2017），“疲劳分析中循环计数的标准实践”。West Conshococken，PA：Astm International，2011年，https://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?e1049.。

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