基于逆幂率模型的随机振动疲劳加速试验应用方法研究

曹强，何亚屏，王婷，孙保涛，刘斐

（中车时代电气株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，株洲 412001）

引言

在汽车、航天航空、轨道交通等行业中，外界环境的振动、冲击已成为影响产品稳定、可靠工作的关键因素之一，在产品设计、开发过程中需对振动疲劳耐久性进行充分的分析与评估[1]。对产品开展振动疲劳耐久性评估，一般需先采集、获取产品实际服役工况下的振动载荷谱，再借助振动疲劳耐久性快速评价技术，设计等效加速振动实验方案，从而在振动实验设备上快速完成其振动疲劳耐久性考核。通过准确、可靠的振动疲劳等效加速实验技术，可以快速评估出产品潜在故障与失效风险点，显著缩短产品开发周期，降低开发成本，提升产品竞争力。

目前工程实际应用中振动疲劳等效加速试验设计方法主要可分为幅值增强法和疲劳编辑法两类。幅值增强法基于逆幂律加速模型，保持谱型不变，等比例提高各频率点振动幅值，使得加速前后累积疲劳损伤一致，实现等效加速试验[2-4]。基于逆幂率模型的加速试验方法，由于加速设计方法相对简单、可执行性强，目前在国军标GJB 150.16A、汽车电气电子设备试验标准GB/T 28046.3（等同采用ISO 16750-3）、轨道交通GB/T 215639（等同采用IEC 61373）、美军标MIL-STD-810G等行业标准与工程实践中得到了广泛应用。疲劳编辑加速试验方法，首先采集结构危险位置的应变谱，通过雨流计数方法得到损伤时间历程曲线，然后基于损伤历程曲线对应变谱进行编辑处理，滤掉对结构损伤贡献较小的循环，最后借助重构技术生成用于加速试验的载荷谱[5，6]。……