[发明专利]一种基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制方法

权利要求书

1.一种基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、履带车辆传动轴扭矩载荷样本数据采集及预处理；

步骤S2、将预处理后的扭矩载荷样本数据依次通过第一次雨流计数、均幅值极值推断、第二次雨流计数、二维核密度估计、多工况合成与外推生成二维载荷谱；

所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S201、将预处理后的扭矩载荷样本数据按档位进行分割统计，确定各档位第一次雨流计数的扭矩范围和组数；

步骤S202、根据步骤S201得到的雨流计数的扭矩范围和分组对各档位扭矩载荷样本数据进行第一次雨流计数，得到各档位雨流矩阵；

步骤S203、根据各档位雨流矩阵作均幅值极值推断，得到各档位均幅值极值；

步骤S204、选取步骤S203计算得到的所有档位均值极大值中的最大值、均值极小值中的最小值、幅值极大值中的最大值和幅值极小值中的最小值，由选取的均值范围和幅值范围推导得到扭矩范围，作为第二次雨流计数的扭矩范围，再选定分组数，生成新的雨流矩阵；

步骤S205、采用基于高斯核的二维核密度估计，得到各档位新雨流矩阵的密度估计；所述二维核密度估计的扭矩范围和分组数与第二次雨流计数的扭矩范围和分组数相同；

步骤S206、多工况合成及外推得到各工况外推载荷频次，结合步骤S205得到的各档位新雨流矩阵的密度估计得到二维载荷谱。

2.根据权利要求1所述的载荷谱编制方法，其特征在于：所述步骤S203包括，由各档位雨流矩阵得到均幅值独立分布，采用对数正态分布或威布尔分布拟合幅值分布，采用正态分布、三参数对数正态分布或三参数威布尔分布拟合均值分布，得到各档位均幅值独立分布的拟合参数，由拟合参数确定各档位幅值概率密度函数f_X(x)、各档位均值概率密度函数f_Y(y)；

由各档位幅值概率密度函数积分公式得到各档位载荷幅值的极大值x_max，各档位幅值极小值取对应档位雨流矩阵的最小幅值；由载荷均值概率密度函数积分公式求得各档位载荷均值的极大值y_max，由载荷均值概率密度函数积分公式求得各档位均值的极小值。

3.根据权利要求2所述的载荷谱编制方法，其特征在于：选择对数正态分布或威布尔分布中AD平均值较小的分布作为幅值的拟合分布，选择正态分布、三参数对数正态分布或三参数威布尔分布中AD平均值较小的分布拟合均值分布。

4.根据权利要求1所述的载荷谱编制方法，其特征在于：

所述步骤S205，包括以下子步骤：

步骤S2051、以第二次雨流计数的扭矩范围和分组数划分二维核密度估计网格；

步骤S2052、采用改良Sheather-Jones插入式带宽选择方法得到高斯核最优对角带宽和

具体地，根据下两式，计算高斯核最优对角带宽和

其中，

N为自然数；

步骤S2053、对新雨流矩阵作二维高斯核密度估计；

具体地，计算带对角带宽矩阵的高斯核

其中，x＝[x₁,x₂]^T和y＝[y₁,y₂]^T，x和y的第一变量为幅值，第二变量为均值；

由带对角带宽矩阵的高斯核计算二维高斯核密度估计

步骤S2054、以各档位的均幅值范围修正二维高斯核密度估计，并将密度和归一化，得到各档位新雨流矩阵的密度估计。