为得到大功率拖拉机传动轴在田间作业工况下的载荷谱,该文针对传统传动系载荷谱编制过程中雨流计数及雨流域外推方法的局限性,提出基于POT(peak over threshold)模型的大功率拖拉机传动轴载荷时域外推方法。首先搭建了拖拉机传动轴扭矩...为得到大功率拖拉机传动轴在田间作业工况下的载荷谱,该文针对传统传动系载荷谱编制过程中雨流计数及雨流域外推方法的局限性,提出基于POT(peak over threshold)模型的大功率拖拉机传动轴载荷时域外推方法。首先搭建了拖拉机传动轴扭矩测试系统,利用无线扭矩传感器采集大功率拖拉机传动轴在田间犁耕作业工况下的载荷数据;基于极值理论建立POT模型,利用灰色关联度分析方法选取最优阈值,确定时域载荷数据中上限、下限阈值分别为497和333 N·m。对超越阈值的极值载荷进行提取并利用广义帕累托分布(generalized pareto distribution,GPD)对极值载荷的分布进行拟合,拟合结果与极值载荷样本之间的相关系数均大于0.99,将生成服从GPD的新极值点取代原样本中的极值点从而实现时域载荷数据的外推。结果表明,GPD能够准确描述大功率拖拉机传动轴载荷超越阈值的分布情况,与雨流域外推方法相比,基于POT模型的载荷时域外推方法不仅可以获得任意里程的载荷时域序列,还能够极大程度保留实测载荷循环的次序,为今后大功率拖拉机传动系的室内载荷谱加载试验提供更加真实可靠的数据支持。展开更多
针对传统POT外推方法存在的两方面问题:对非平稳载荷适应性不足以及缺少对外推重构环节的讨论,提出基于经验模态分解-峰值超阈值(Empirical mode decomposition-peaks over threshold,EMD-POT)模型的载荷时域外推方法。首先,以拖拉机传...针对传统POT外推方法存在的两方面问题:对非平稳载荷适应性不足以及缺少对外推重构环节的讨论,提出基于经验模态分解-峰值超阈值(Empirical mode decomposition-peaks over threshold,EMD-POT)模型的载荷时域外推方法。首先,以拖拉机传动轴为研究对象,对其在犁耕工况下的实测数据进行载荷特性分析,结果表明,拖拉机作业状态的频繁转换是造成载荷非平稳的主要因素。其次,针对第一个问题,结合EMD方法,在不考虑趋势载荷的情况下,实现对主成分载荷的无损提取;针对第二个问题,提出外推负载筛选、阈值限定与极值排序相结合的方法,实现外推载荷的精准重构。最后,将外推后的主成分载荷与趋势载荷进行叠加实现载荷时域外推。将改进的外推方法与传统POT外推方法得到的结果进行对比,结果表明,改进方法能够显著解决传统方法在处理非平稳载荷时外推结果失真的问题,提出的重构方法能够进一步提高外推与实测载荷循环的一致性,均值和标准差的稳定性分别提高了28.5%和31.2%。损伤计算结果表明,改进方法的累计损伤能够合理覆盖实测损伤,相比于随机重构方法,损伤一致性提高了9.4%。外推结果可为仿真分析及可靠性试验提供更准确的负载输入,进一步提高了载荷谱的编制精度。展开更多
文摘针对传统POT外推方法存在的两方面问题:对非平稳载荷适应性不足以及缺少对外推重构环节的讨论,提出基于经验模态分解-峰值超阈值(Empirical mode decomposition-peaks over threshold,EMD-POT)模型的载荷时域外推方法。首先,以拖拉机传动轴为研究对象,对其在犁耕工况下的实测数据进行载荷特性分析,结果表明,拖拉机作业状态的频繁转换是造成载荷非平稳的主要因素。其次,针对第一个问题,结合EMD方法,在不考虑趋势载荷的情况下,实现对主成分载荷的无损提取;针对第二个问题,提出外推负载筛选、阈值限定与极值排序相结合的方法,实现外推载荷的精准重构。最后,将外推后的主成分载荷与趋势载荷进行叠加实现载荷时域外推。将改进的外推方法与传统POT外推方法得到的结果进行对比,结果表明,改进方法能够显著解决传统方法在处理非平稳载荷时外推结果失真的问题,提出的重构方法能够进一步提高外推与实测载荷循环的一致性,均值和标准差的稳定性分别提高了28.5%和31.2%。损伤计算结果表明,改进方法的累计损伤能够合理覆盖实测损伤,相比于随机重构方法,损伤一致性提高了9.4%。外推结果可为仿真分析及可靠性试验提供更准确的负载输入,进一步提高了载荷谱的编制精度。
