基于KDE的构架应力谱外推与疲劳寿命评估

• Published in: 振动、测试与诊断 Vol. 42; no. 3; pp. 556 - 563
• Main Authors: 王秋实, 周劲松, 肖忠民, 宫岛, 张展飞, 王腾飞, 孙煜
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 南洋理工大学机械与航空航天工程学院 新加坡,639798%同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海,201804%南洋理工大学机械与航空航天工程学院 新加坡,639798 01.06.2022; 同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海,201804
• Subjects: 核密度外推; 疲劳寿命; 应力谱; 转向架构架; 核密度估计
• ISSN: 1004-6801
• DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2022.03.021

TH113.1%U270.1+2; 获取动应力谱是对车辆结构进行疲劳分析的重要前提,其分析结果的准确性受动应力谱的完整性和充分性的影响.在保留载荷的概率分布特征的前提下,有必要将动应力测试数据从小样本外推至大样本.对转向架构架的应力谱外推和疲劳寿命评估进行了研究,并以某地铁转向架测点为分析案例.首先,对二维核密度估计(kernel density estimation,简称KDE)中最优带宽的确定方法进行了讨论;其次,提出了采用矩阵型灰色关联度分析方法对外推前后的雨流矩阵的接近性关联度与相似性关联度进行量化评价;最后,提出基于多样本核密度动应力谱外推的疲劳寿命评估方法.结果表明:与基于实测数据的评估结果相比,基于核密度外推的疲劳寿命评估结果的相对误差为-4.17％,安全运营里程减少了2.13×104 km.基于核密度估计的外推精度满足工程实践的要求,且评估结果更偏于安全,对保证车辆安全运营十分有益.