采用量程计数法进行半循环的疲劳统计,以存储的550个工况下每个主索网单元的应力数据为基础,根据差值原理,对341万个轨迹点依次插值,得到主动工作抛物面变位到每个轨迹点位置下索网拉索的应力分布,从而统计出不同应力幅下的疲劳次数。编制疲劳统计程序模块有以下两个问题必须解决:
(1)FAST主索网约有7 000根拉索,341万个主动工作抛物面变位,如果把所有的拉索应力值都存储下,其存储量是极其惊人的,并且也不利于后期的数据处理。
考虑到这点,我们首先依次推导轨迹点的应力数据,并计算每根拉索的应力变化值,当拉索的应力变化值达到一个量程(即半个应力循环)时,累加到相应应力幅范围下的疲劳次数,并且删除之前的轨迹点及其应力数据,开始下一个轨迹点的计算和疲劳统计,直到统计到最后一个轨迹点。这样处理虽然不能得到完整的应力值-时间曲线,但是却避免了大量数据的存储,每次存储下的只是一个量程的数据,而且能够有效地实现疲劳统计。
(2)采用插值原理时,将如何选择插值点进行插值以保证每个轨迹点下应力数据的可靠性。
考虑到FAST索网是由三角形网格组成的(图3-6),对比了两种插值方案:①三点插值,通过计算依次找到每个轨迹点对应的三个最近特征点,以距离大小进行插值,得到对应轨迹点下的索网应力数据;②一点插值,通过计算找到每个轨迹点最近特征点,直接提取该特征点对应的索网应力数据赋予该轨迹点。经过试算发现,两种计算方法的最大误差小于5%,这主要是由于特征点即为三角形的节点,相邻三个特征点之间的距离为10~12m,而FAST的工作抛物面为300m跨度,使得相邻三个特征点的变形差距较小,索网的应力数据变化也较小。所以综合考虑到计算时间与效率的问题,最终选择一点插值的方法。(https://www.daowen.com)
疲劳统计流程图如图3-9所示(N为轨迹点总数):
图3-9 程序模块流程图
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