Жүктеме айналу алгоритмі және материалдардың шаршау өмірін есептеу
Rainflow-counting algorithm
Жұмыс істеу кезіндегі материалдың шаршауын есептеуге арналған алгоритм. Мамандарға арналған, жүктемелерді талдау, міндеттіліктерді анықтау және бөлшектердің қызмет ету мерзімін бағалау.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Материалдар ғылымының алгоритмі
Materials science algorithm
Жаңбыр ағынының есептеу алгоритмі компоненттің шаршау өмірін есептеу үшін, өзгермелі кернеулі жүктеме тізбегін шаршаудан болатын зақымға тең келетін тұрақты амплитудалы кернеудің кері айналу жиынтығына түрлендіру мақсатымен қолданылады. Бұл әдіс тізбек бойынша кішірек үзіліс циклдарын сәуірмен шығарып алады, бұл кернеу-деформация гистерезис циклдерінде байқалатын материалдың есте сақтау әсерін модельдейді. Бұл жеңілдету шаршау зақымын есептеу үшін Майнер ережесін немесе жарық өсу теңдеуін пайдаланып, әрбір жаңбыр ағыны циклы үшін компоненттің бұзылуға дейінгі цикл санын анықтауға мүмкіндік береді. Екі әдіс те компоненттің шаршау өмірін бағалауға мүмкіндік береді. Көп осьті жүктеме жағдайында, жаңбыр ағынының есептеуімен бірге, зиянды барынша арттыратын жазықтыққа сәйкес келетін бір осьті тарихты анықтау үшін критикалық жазықтық талдауын қолдануға болады. Алгоритмді 1968 жылы Тацуо Эндо және М. Мацуиши жасаған. Жаңбыр ағыны әдісі кернеу-деформация гистерезис циклдерін зерттеуден алынған циклдармен үйлесімді. Материал циклдік түрде деформацияланғанда, кернеуге қарсы деформация графигі кішірек үзіліс циклдарынан құралған циклдарды көрсетеді. Кіші циклдің соңында материал бастапқы циклдің кернеу-деформация жолын қайтадан бастайды, тіпті үзіліс болмағандай. Жабық циклдар материалдың энергияны ысырап етуін көрсетеді. Бұл алгоритм ASTM E1049 85 стандартында көптеген циклдарды санау алгоритмдерінің бірі ретінде қамтылған. Игорь Рыхлик жаңбыр ағынының есептеу әдісіне математикалық анықтама берді, осылайша жүктеме сигналының статистикалық қасиеттерінен жабық түрдегі есептеулерді жүзеге асыруға мүмкіндік берді.
The rainflow counting algorithm is used in calculating the fatigue life of a component in order to convert a loading sequence of varying stress into a set of constant amplitude stress reversals with equivalent fatigue damage. The method successively extracts the smaller interruption cycles from a sequence, which models the material memory effect seen with stress strain hysteresis cycles. This simplification allows the number of cycles until failure of a component to be determined for each rainflow cycle using either Miner's rule to calculate the fatigue damage, or in a crack growth equation to calculate the crack increments. Both methods give an estimate of the fatigue life of a component. In cases of multiaxial loading, critical plane analysis can be used together with rainflow counting to identify the uniaxial history associated with the plane that maximizes damage. The algorithm was developed by Tatsuo Endo and M. Matsuishi in 1968. The rainflow method is compatible with the cycles obtained from examination of the stress strain hysteresis cycles. When a material is cyclically strained, a plot of stress against strain shows loops forming from the smaller interruption cycles. At the end of the smaller cycle, the material resumes the stress strain path of the original cycle, as if the interruption had not occurred. The closed loops represent the energy dissipated by the material. which was included as one of many cycle counting algorithms in ASTM E1049 85. Igor Rychlik gave a mathematical definition for the rainflow counting method, thus enabling closed form computations from the statistical properties of the load signal.
Алгоритмдер
Бір реттілікте жаңбыр ағыны циклдарын анықтау үшін бірнеше әртүрлі алгоритмдер бар. Олардың бәрі жабық циклдарды табады және соңында жартылай жабық қалдық циклдармен қалуы мүмкін. Барлық әдістер реттіліктен бұрылмаған нүктелерді жою процесінен басталады. Шаршау сынағында қолданылатын қайталанатын жүктеме реттілігі сияқты, толық жабық жаңбыр ағыны циклдарын ең үлкен шыңынан бастап, соңына дейін жалғастырып, басынан айналып келу арқылы алуға болады.
There are a number of different algorithms for identifying the rainflow cycles within a sequence. They all find the closed cycles and may be left with half closed residual cycles at the end. All methods start with the process of eliminating non turning points from the sequence. A completely closed set of rainflow cycles can be obtained for a repeated load sequence such as used in fatigue testing by starting at the largest peak and continue to the end and wrapping around to the beginning.