北(běi)極星風力發電網訊:機械的(de)疲勞失效是機械失效的(de)主要失效方式，因此對(duì)機械失效的(de)主要研究是機械疲勞失效。
目前，機械疲勞失效的(de)研究有兩個(gè)方面：
一方面、根據求出的(de)載荷譜來(lái)确定加載程序在試驗室或者試驗台上對(duì)機械進行疲勞試驗，得(de)出機械(材料)在該工況下(xià)的(de)實際壽命；
另一方面、根據機械(材料)的(de)特性與載荷譜并且用(yòng)Miner準則來(lái)估計機械的(de)疲勞壽命。無論是做(zuò)疲勞試驗還(hái)是估計疲勞壽命，載荷譜的(de)統計都是問題的(de)關鍵。
利用(yòng)實時(shí)測量系統進行雨(yǔ)流法測試，可(kě)對(duì)鐵路鋼軌、橋梁、機車、飛(fēi)機、坦克、汽車和(hé)水(shuǐ)下(xià)航行器等進行現場(chǎng)實時(shí)動态測量，獲得(de)大(dà)量載荷數據，運用(yòng)雨(yǔ)流計數法等随機數據處理(lǐ)方法獲得(de)統計數據，從而可(kě)依此編制疲勞載荷譜，确定材料疲勞損傷的(de)程度，計算(suàn)疲勞壽命。
進行疲勞設計、安全評價等運用(yòng)這(zhè)種測試方法，可(kě)立即得(de)到測試結果，這(zhè)将減輕測試人(rén)員(yuán)的(de)勞動強度，縮短測試周期，降低測試費用(yòng)，解決了(le)複雜(zá)構件的(de)試驗問題。
雨(yǔ)流計數法又可(kě)稱爲“塔頂法”，是由英國的(de)Matsuiski和(hé)Endo兩位工程師提出的(de)，距今已有50多(duō)年。請參看圖1, 把應變-時(shí)間曆程數據記錄轉過90°，時(shí)間坐(zuò)标軸豎直向下(xià)，數據記錄猶如一系列屋面，雨(yǔ)水(shuǐ)順著(zhe)屋面往下(xià)流，故稱爲雨(yǔ)流計數法。雨(yǔ)流法有下(xià)列規則：
1，雨(yǔ)流在試驗記錄的(de)起點和(hé)依此在每一個(gè)峰值的(de)内邊開始，亦即從1,2,3,等尖點開始。
2，雨(yǔ)流在流到峰值處(即屋檐)豎直下(xià)滴，一直流到對(duì)面有一個(gè)比開始時(shí)最大(dà)值(或最小值) 更正的(de)最大(dà)值(或更負的(de)最小值)爲止。
3，當雨(yǔ)流遇到來(lái)自上面屋頂流下(xià)的(de)雨(yǔ)時(shí)，就停止流動，并構成了(le)一個(gè)循環。
4，根據雨(yǔ)滴流動的(de)起點和(hé)終點，畫(huà)出各個(gè)循環，然後将所有循環逐一取出來(lái)，并記錄其峰值。
5，每一雨(yǔ)流的(de)水(shuǐ)平長(cháng)度可(kě)以作爲該循環的(de)幅值。
雨(yǔ)流計數法的(de)主要功能是把經過峰谷值檢測和(hé)無效幅值去除後的(de)實測載荷曆程數據以離散載荷循環的(de)形式表示出來(lái)。
圖 1 雨(yǔ)流計數法計數原理(lǐ)圖
雨(yǔ)流法從1點開始，該點認爲是最小值。雨(yǔ)流流至2點，豎直下(xià)滴到3與4點幅值間的(de)2′點，然後流到4點，最後停于比1點更負的(de)峰值5的(de)對(duì)應處，得(de)到一個(gè)半循環1-2-4。
第二個(gè)雨(yǔ)流從峰值2點開始，流經3點，停于4點的(de)對(duì)面，因爲4點是比開始的(de)2點具有更正的(de)最大(dà)值，得(de)到半循環2-3。
第三個(gè)雨(yǔ)流從3點開始，因爲遇到由2點滴下(xià)的(de)雨(yǔ)流，所以停止于2′點，得(de)到半循環3-2@。這(zhè)樣，2-3和(hé)3-2@就形成了(le)一個(gè)完全的(de)循環2-3-2′。
第四個(gè)雨(yǔ)流從4點開始，流經5點，豎直下(xià)滴到6和(hé)7之間的(de)5′點，繼續往下(xià)流，再從7點豎直下(xià)滴到峰值10的(de)對(duì)面，因爲10點比4點具有更正的(de)最大(dà)值，這(zhè)樣就得(de)到半循環4-5-7。
第五個(gè)雨(yǔ)流從5點開始，流到6點，豎直下(xià)滴，終止于7點的(de)對(duì)面，因爲7點比5點具有更負的(de)極小值，得(de)到半循環5-6。
第六個(gè)雨(yǔ)流從6點開始，因爲遇到由5點滴下(xià)的(de)雨(yǔ)滴，所以流到5′點終止。所以，半循環5-6與6-5′就形成一個(gè)完全的(de)循環5-6-5′。
第七個(gè)雨(yǔ)流從7點開始，經過8點，下(xià)落到9-10線上的(de)8′點，停到最後的(de)峰值10點，得(de)到半循環7-8-10。
第八個(gè)雨(yǔ)流從8點開始，流至9點下(xià)降到10點的(de)對(duì)面停止，因爲10點比8點具有更正的(de)最大(dà)值，得(de)到半循環8-9。
最後一個(gè)雨(yǔ)流從9點開始，因爲遇到由8點下(xià)滴的(de)雨(yǔ)流，所以終止于8′點，得(de)到半循環9-8′。所以，兩個(gè)半循環8-9和(hé)9-8′就形成了(le)一個(gè)完全的(de)循環8-9-8′。
這(zhè)樣，圖1所示的(de)應變―時(shí)間記錄包括三個(gè)完全循環2-3-2′，5-6-5′，8-9-8′和(hé)三個(gè)半循環1-2-4，4-5-7，7-8-10。
雨(yǔ)流法的(de)要點是載荷-時(shí)間曆程的(de)每一部分(fēn)都參與計數，且隻計數一次，一個(gè)大(dà)的(de)幅值所引起的(de)損傷不受截斷它的(de)小循環的(de)影(yǐng)響，截出的(de)小循環叠加到較大(dà)的(de)循環和(hé)半循環上去。因此可(kě)以據累計損傷理(lǐ)論，将等幅試驗得(de)到的(de)S-N曲線和(hé)雨(yǔ)流法的(de)處理(lǐ)結果輸入電子計算(suàn)機，進行構件的(de)疲勞壽命估算(suàn)便能得(de)出較滿意的(de)結果。
作者：陳榮梅 高(gāo)級工程師
南(nán)京安維士傳動技術股份有限公司
