多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质与流程

本发明涉及汽车耐久试验技术领域，尤其涉及一种多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质。

背景技术：

底盘等零部件耐久性能开发一般基于试验场耐久试验获取，而零部件所受的载荷谱是一种随机的，为了加快零件设计验证试验。需要将随机载荷谱转化为由若干等幅正弦波载荷谱组成的块谱进行加载，因为块谱有加载简单、试验时间短等特点。这种通过某种方法将随机谱转化为块谱的过程称为载荷等效。值得注意的是，载荷等效的等效性主要体现在两点，一是随机载荷与块谱载荷加载下零部件的疲劳寿命要相等；二是两者载荷加载下零部件的失效形式相同，即疲劳失效的位置和机理相同。

一般来说，载荷等效方法是基于单轴载荷进行的。然而，底盘的零部件都工作在多轴载荷状态下。因此，现有技术中常用单轴载荷分析方法将随机载荷转化为块谱时，会将多轴载荷分成多个单轴载荷进行单轴载荷等效，从而得到各单轴载荷转化若干正弦波载荷谱。

但是上述现有技术中，是将各轴载荷作为单轴载荷看作是相互独立的，其没有考虑各轴载荷之间的相位关系，对于底盘零件来说，大部分零部件都无法对各方向载荷解耦，所以对载荷之间的相位关系比较敏感，例如，转向节、轴节等。可见，单轴载荷等效方法只能处理单轴问题。例如，对于多轴问题，该方法只能将纵向、侧向、垂向3各方向的载荷分别看作是三个独立的单轴问题进行载荷等效。但实际上，这3个方向的载荷并不是完全独立的，其所受的多轴载荷是存在一定的相位关系，这种利用单轴等效方法解决多轴问题的解决方式，不能有效地解决受力复杂的底盘零件的载荷等效问题。因此，现有技术中，运用单轴载荷等效分析方法最终会影响试验台架加载的等效载荷的等效性。

技术实现要素：

本发明提供一种多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质，以解决现有技术中，会影响试验台架加载的等效载荷的等效性的问题。

一种多轴载荷等效处理方法，包括：

采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数；

将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷；

分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤；

根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤；

初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式；

根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式；

令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式；

对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；

根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

进一步地，所述将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷，包括：

确定所述多轴载荷中不共线载荷的数量；

根据所述多轴载荷中不共线载荷的数量确定投影方向数量和投影方向；

按照所述投影方向数量和投影方向将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到投影方向数量对应的若干个所述投影方向上的分解载荷。

进一步地，所述分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤，包括：

利用雨流计数法对所述分解载荷进行雨流计数处理，以获取所述分解载荷对应的多个应力循环；

根据所述目标零部件材料对应的s-n曲线计算各个所述应力循环对应的伪损伤值；

利用损伤累积理论对各个所述应力循环对应的伪损伤值进行累积处理，以获取所述分解载荷的伪损伤。

进一步地，所述各个应力循环对应的伪损伤值通过下式计算：

表示所述应力循环，表示伪损伤值，n表示目标零部件的疲劳寿命，b为对应目标零部件对应材料的s-n曲线的斜率，s0为目标零部件对应材料的s-n曲线的斜截距；

所述分解载荷的伪损伤通过下式计算：

表示所述分解载荷的伪损伤。

进一步地，所述构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式，包括：

构建与所述若干个方向的分解载荷对应的正弦信号形式的等效载荷式。

进一步地，所述对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数，包括：

通过最小二乘法对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数，其中，各所述方向上等效载荷的总伪损伤与对应的分解载荷的总伪损伤之差的平方和取最小值为所述迭代求解的目标。

进一步地，所述将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷之前，所述方法还包括：

对所述多轴载荷进行预处理，所述预处理包括去除毛刺、均值修正和滤波处理；

所述将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷，包括：

将经过所述预处理的所述多轴载荷投影到所述载荷空间中，以得到所述若干个方向上的分解载荷。

一种多轴载荷等效处理装置，包括：

采集模块，用于采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数；

投影模块，用于将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷；

计算模块，用于分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤；

第一确定模块，用于根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤；

构建模块，用于初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式；

第二确定模块，用于根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式；

第一获取模块，用于令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式；

第二获取模块，用于对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；

第三获取模块，用于根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述多轴载荷等效处理方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述多轴载荷等效处理方法的步骤。

本发明所提供的其中一个方案中，提供了一种多轴载荷等效处理方法，通过投影法对多轴载荷进行拆解成多个分解载荷，将多轴问题转化为单个载荷问题，并分别对若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，并获取所述分解载荷的伪损伤；最后依据各个分解载荷的伪损伤构建相应载荷等效关系式，并对载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；最后根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷，从而把复杂的多轴随机的多轴载荷等效地转化为等效载荷进行台架试验，由于保留了分解载荷是由多轴载荷分解得到，且通过各个分解载荷计算出的等效载荷之间保留多轴载荷的相位关系，从而提高了等效载荷的等效性，也就提高了后续零部件耐久试验的等效载荷的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中多轴载荷等效处理方法的一个流程示意图；

图2是本发明实施例中多轴载荷的一个投影示意图；

图3是本发明实施例中多轴载荷的另一个投影示意图；

图4是本发明实施例中多轴载荷等效处理装置的一个结构示意图；

图5是本发明实施例中计算机设备的一个结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在描述本发明所提供的多轴载荷等效处理方法之前，为了便于理解和描述本发明实施例，首先对本发明所涉及的概念、术语相关以及相关关系先进行介绍。

1、关于伪损伤

在计算汽车的某个零部件的疲劳损伤，以用于确定该零部件的耐久性能时，一般会利用有限元法得到零部件所受载荷下的应力或应变时间历程，再根据零部件材料的应力-寿命曲线(s-n曲线)或应变-寿命曲线(e-n曲线)，用损伤累积理论计算得到零部件的损伤值，此方法得出的损伤值通常称为真实损伤。也就是说真实损伤是载荷在零部件的作用效果，与载荷和零部件相关。其中，s-n曲线是以材料标准试件疲劳强度为纵坐标，以疲劳寿命n为横坐标，表示一定循环特征下标准试件的疲劳强度与疲劳寿命之间关系的曲线；e-n曲线是以材料标准试件应变幅度为纵坐标，以疲劳寿命n为横坐标，表示一定循环特征下标准试件的应变幅度与疲劳寿命之间关系的曲线。

与上述真实损伤不同，伪损伤不考虑具体的零部件，而是直接把任意施加于零部件的载荷信号，例如力、力矩、位移、加速度等看作是广义应力σ^g。并将该广义应力σ^g拆解为若干个应力循环每一个应力循环都根据对应的s-n曲线计算对应的损伤值再利用损伤累积理论计算得到该广义应力σ^g对应的总损伤值d^g。这种对广义应力进行损伤累积得到的损伤值称为伪损伤。

其中，示例性的，单个应力循环产生的伪损伤可通过如下方式计算：

n表示疲劳寿命，b为对应材料的s-n曲线的斜率，s0为对应材料的s-n曲线的斜截距。

依据上式(1)，对广义应力σ^g拆解出的若干个应力循环对应的伪损伤进行叠加，便可得广义应力σ^g对应的总伪损伤为d^g为：

2、关于伪损伤数

可以理解，上式中s0是与s-n曲线中的参数，为进一步使伪损伤与材料参数无关，本发明中定义d^g为伪损伤数：

则依据上式，便可以得到广义应力σ^g对应的伪损伤与伪损伤数的关系为：

可以理解，由于伪损伤的绝对数值无实质性意义，作用是在于比较两组不同的载荷对零部件产生的疲劳损伤的程度，因此，通常以两组载荷对应的伪损伤之比，即伪损伤比来表述这种程度关系。例如，当伪损伤比接近1时，则可以认为两组载荷的强度相近，对零部件将产生相近的疲劳损伤。

假设有存在两组广义应力循环和可得两者损伤比为：

观察上式便可发现，s-n曲线的截距s0与损伤比无关，伪损伤之比即为伪损伤数之比。而斜率b则直接影响损伤比。

需要说明的是，令一般地，β取值在1至10之间。根据经验，研究零部件对象为焊接零件或者裂纹扩展现象时，β＝3；研究零部件对象为典型的汽车零件时(如零件表面相对粗糙的零件)，β＝5；研究零部件对象为具有光滑表面的零件时，β＝7。上述β取值在此仅为示例性说明，并不造成限定。

3、关于等效载荷和实测载荷

如背景所述，在进行零部件的耐久试验时，需用等效载荷代替随机交变载荷(也即实测得到的多轴载荷)用于加载试验，需让等效载荷产生的伪损伤d^eq要等于多轴载荷的伪损伤d^target。其中，多轴载荷为整车耐久性试验采集而来的载荷谱所获取，简而言之，多轴载荷是零部件实际受到的随机交变的多个载荷；等效载荷是用于某种固定形式，用于替代多轴载荷的载荷，等效载荷用于后续耐性试验时加载使用。值得说明的是，一个完整的耐久性试验包含多种路面，对应多种路况，不同路况下所受载荷情况有所不同，每种路面对应的载荷的循环次数也不尽相同。

为了便于理解后续的多轴载荷等效处理过程，这里先以单轴载荷为例说明下载荷循环次数、总伪损伤数、对应等效载荷的关系，单轴载荷的总伪损伤还与单轴载荷的循环次数关联。

设单轴载荷的总伪损伤数为：

nk为第k路面对应的循环次数；

dk为第k路面的伪损伤数。

该单轴载荷的等效载荷的伪损伤数为：

等效载荷的伪损伤要等于该单轴载荷的等效载荷的总伪损伤：

所以等效台架试验的等效载荷的应该为：

上述对本发明涉及到的伪损伤和伪损伤数等术语或概念进行了简单的介绍，便于说明后续的多轴载荷等效关系式以及对应的多轴载荷等效处理方法，在下文提到的多轴载荷等效处理方法将利用到上述所提及的术语或概念。在一实施例中，如图2所示，提供了一种多轴载荷等效处理方法，以完整的实施例进行介绍，包括如下步骤：

s10：采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数。

需要说明的是，汽车的诸如底盘等零部件所受的载荷是一种随机变化的载荷，并且并不是单轴、单一载荷，许多零部件的受载荷状态是处于多轴载荷力状态下，也就是收到的是多个方向的多轴载荷，因此，针对多轴载荷的零部件，本发明中称为目标零部件，例如底盘。在本发明中，可以获取利用试验场进行测试得到的目标零部件的载荷谱进行采集，从而得到汽车的目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并多轴载荷循环次数。

其中，试验路面通常为多个，不同试验路面的轴载荷循环次数可能会不一样。因此，为了后续的等效处理，本发明需获取不同试验路面的多轴载荷以及对应试验路面上的多轴载荷循环次数，便于确定后续不同试验路面上的多轴载荷的总伪损伤。

s20：将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷。

汽车的底盘等目标零部件在试验路面上经常会承受多个方向的多轴载荷，本发明中，在对多轴载荷进行等效时，可利用投影法将单轴载荷的情况拓展到多轴载荷的情况，即将利用投影法将多轴载荷等效分解为多个单轴载荷进行等效，具体地，在获取到利用试验场试验并采集得到的多轴载荷之后，采样投影法将多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷。下面对将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷的过程做进一步地解释和说明。

其中，在一实施方式中，将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷，具体包括如下步骤：

s21：确定所述多轴载荷中不共线载荷的数量。

s22：根据所述多轴载荷中不共线载荷的数量确定投影方向数量和投影方向。

在采集目标零部件实际所受的多轴载荷的载荷图谱之后，可确定所述多轴载荷中不共线载荷的数量，根据所述多轴载荷中不共线载荷的数量确定投影方向数量和投影方向，其中，投影方向数量大于不共线载荷的数量。

s23：按照所述投影方向数量和投影方向将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到投影方向数量对应的若干个所述投影方向上的分解载荷。

在得到投影方向数量和投影方向之后，按照投影方向数量和投影方向将多轴载荷投影到载荷空间中，以得到投影方向数量对应的若干个方向上的分解载荷。

需要说明的是，示例性的，根据经验获得如下投影方式较佳：如图2，如果多轴载荷是两个不共线的载荷，如图2中的不共线载荷l1(t)和l2(t)，则可将载荷空间分解为12个投影方向数量，并且在具体实施中，可在同个半圆面上均匀取点作为投影方向从而确定12个方向，随后依据分解出的12个方向进行投影；如果多轴载荷是三个不共线的载荷，如图3中所示的不共线载荷l1(t)、l2(t)和l3(t)，则可将载荷空间分解为25个投影方向数量，对应的25个投影方向设在同个半球面，并且在具体实施中，可在同个半球面上按照规范取25个点，从而确定出25个方向，最后依据分解的25个方向进行投影。需要说明的是，上述例子仅为示例性说明，本发明不做限制。

可以理解，在单轴载荷情况下，对于零部件上的某点x，在某时刻t，在单轴载荷l(t)的作用下，该点x始终处于单轴应力状态，且有σij(x,t)＝cij(x)·l(t)，其中，σij(x,t)表示零部件点x在单轴载荷l(t)下的应力循环，cij(x)表示该单轴载荷l(t)对应的载荷系数。

在多轴载荷情况下，某点x的应力循环σij(x,t)是多轴载荷lk(t)的线性组合，也就是多轴载荷可拆解出的多个分解载荷的线性组合，也即存在如下关系式：

其中：

为应力循环σij(x,t)的第k个载荷系数；

l1(t)、2(t)、...、ln(t)为多轴载荷分解出的时刻t的n个分解载荷；

cij(x)为系数向量，是多轴载荷l(t)到点x应力循环σij(x,t)的映射；

l(t)为时刻t的分解载荷向量。

可见，是随点x的位置变化而变化，与单轴载荷的情况类似，在实际开发过程中，希望用等效载荷来模拟耐久性试验的效果，因此，当零部件承受多个方向的多轴载荷时，等效载荷也需要从多个方向加载到零部件上，从而得到等效的目的。

由于希望等效载荷与试验场得到的多轴载荷对于零件上的任意一点的应力循环是等效的，也就是希望等效载荷和实测的多轴载荷都有相等的强度。本发明中，可利用伪损伤来描述这种强度，不同的是多轴载荷等效方法的这种等效性要求对任意的一组线性组合均成立。

假设多轴载荷lk(t)的任意线性组合lc(t)，和等效载荷的任意线性组合分别如下所示：

lc(t)＝c1·l1(t)+c2·l2(t)+…+cn·ln(t)＝c·l(t)；

其中，上两式中的ck为任意实数，ck的任意性使得lc(t)和包含了零部件上任意一点分别在lk(t)和载荷作用下的某种应力值。这些应力值包含任意一点上的应力循环的各个应力循环分量σij(x,t)和能够通过各应力循环分量的线性组合表示的应力，例如临界平面法中各个临界平面的法向和切向应力。

在本发明中，设fd(l(t))代表对多轴载荷l(t)对应的伪损伤数，基于求取等效载荷的需求，对于任意实数的ck，lc(t)和应当产生相同的伪损伤数，也即存在：

值得强调的是，对于任意的一组实数ck，实数ck代表了n维空间内的一个向量c＝{c1,c2,…,cn}^t，在进行等效载荷求取时，可不需要研究空间内所有的向量，见如下说明：

对于两组线性相关的向量c1和c2，由于是线性相关关系，设c2＝a·c1，如果lc1(t)＝c1·l(t)和两组信号有相同的伪损伤数，那么有如下关系：

因此，lc2(t)＝c2·l(t)和两组信号的损伤数也相等：

假设对于某个应力循环σ(t)的雨流计数结果为σi(t)，则a·σ(t)的雨流计数结果为a·σi(t)，因此还存在如下关系：

所以当则有如下关系：

可以看出，对于一系列的线性相关的向量中，只需要考虑其中的一个向量即可，因此，可归一化这组向量使其满足这样就可以把一个多轴载荷的无限种可能的空间离散为若干个有限的组合，这也是在步骤s20中可以将多轴载荷拆解成多个不同方向的分解载荷的依据。

在一实施方式中，将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷之前，还需对实测的多轴载荷进行如下预处理：去除毛刺、均值修正和雨流滤波处理，将经过所述预处理的所述多轴载荷投影到所述载荷空间中，以得到所述若干个方向上的分解载荷。

可以理解，由于实测的测试条件等限制，采集的载荷谱难免存在干扰信息，故本发明在进行投影分解处理之前，需对实测得到的载荷谱进行滤波、去毛刺等预处理，以从经过预处理后的载荷谱中得到符合规范的多轴载荷，有利于后续的等效载荷处理计算，降低后续计算的难度和提高计算准确性。

从上述描述可见，在本发明实施例中，可将多轴载荷投影进行分解，一得到若干个方向上的分解载荷，从而可以将多轴字载荷的无限种可能的空间离散为若干个有限的组合，也可以极大地减少了后续等效处理的计算量，也提高了可实施性。

s30：分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤。

在将多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷之后，便可分别对每个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取不同方向上的分解载荷的伪损伤。

其中，步骤s30中，也即分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤，具体包括如下步骤：

s31：利用雨流计数法对所述分解载荷进行雨流计数处理，以获取所述分解载荷对应的多个应力循环。

s32：根据所述目标零部件材料对应的s-n曲线计算各个所述应力循环对应的伪损伤值。

s33：利用损伤累积理论对各个所述应力循环对应的损伤值进行累积处理，以获取所述分解载荷的伪损伤。

对于步骤s31-s32，由于在描述本发明实施例之前，已经对伪损伤等相关术语进行描述，在此不重复描述，其中，分解载荷的伪损伤的计算方式可如下所示：

设分解载荷用σ^g表示，首先利用雨流统计法将该将分解载荷σ^g拆解为若干个应力循环每一个应力循环都根据目标零部件材料对应的s-n曲线计算每个应力循环对应的损伤值

其中，示例性的，单个应力循环产生的伪损伤值可通过如下方式计算：

表示所述应力循环，表示伪损伤值，n表示目标零部件的疲劳寿命，b为对应目标零部件对应材料的s-n曲线的斜率，s0为目标零部件对应材料的s-n曲线的斜截距。

可以理解，利用上述计算方式便可知道分解载荷的每一个应力循环对应的伪损伤值

在得到分解载荷σ^g的每一个应力循环对应的伪损伤值之后，针对某个分解载荷，利用损伤累积理论，例如，利用米勒线性损伤累积理论对该分解载荷σ^g拆解出的若干个应力循环对应的伪损伤值进行叠加，便可得该分解载荷σ^g对应的伪损伤为d^g为：

s40：根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤。

可以理解，在经过步骤得到每个方向上的分解载荷的伪损伤之后，便可根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤。其中，此过程可依据多轴载荷的试验路面数量和试验路面对应的多轴载荷循环次数，确定出述分解载荷在不同试验路面的伪损伤进行叠加，便可回到分解载荷的总伪损伤。

需要说明的是，在前述中已经知道伪损伤之比即为伪损伤数之比，故在根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤时，可对应确定出分解载荷的总伪损伤数便可。此时，对应的，每个分解载荷的总伪损伤数可表示为：

此时，d^target表示每个分解载荷的总伪损伤数，nk为第k路面对应的循环次数dk为第k路面时对应的伪损伤数，伪损伤数的计算可参阅前述描述。

s50：初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式。

在发明中，为了得到与实测得到的多轴载荷等效的等效载荷，需预先构建某种预设信号形式的等效载荷式，并初始该等效载荷式的循环次数，本发明中为了区别多轴载荷循环次数，将初始该等效载荷式的循环次数称为等效载荷循环次数。需要说明的是，该预设信号形式可以是指正弦波形式，或者其他信号形式的等效载荷，本发明不做限制。

值得说明的是，为了缩短后续载荷加载试验时间和简化载荷迭代求解的过程，本发明实施例中采用正弦波载荷作为等效载荷代替实测的多轴载荷，因此，本发明可构建如下形式的等效载荷式：

其中，分别表示多轴载荷的若干方向上的分解载荷对应的等效载荷式。

另外，等效载荷循环次数一般可事先取定的，一般底盘零件问题取10万次到30万次左右，值得注意的是，在后续构建载荷等效关系式时，还会涉及等效载荷的初始值选，由于初始值对最后迭代解决结果影响不大，这里不展开详细说明，本发明中一般取10kn左右即可。

s60：根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式。

等效载荷的总伪损伤与等效载荷循环次数相关，此过程可对应参阅前述计算分解载荷的总伪损伤的过程，在此不做描述。

s70：令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式。

依据前述提及的若载荷等效，则相应的伪损伤和伪损伤数为1的原理，本发明可令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤等于对应的等效载荷的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式。

值得说明的是，经过前述说明，若伪损伤为1，则伪损伤数也应为1，故，在步骤s60-s70中，可根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤数式，并令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤数分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤数式，也可获取相应的载荷等效关系式，本发明将以采用伪损伤数构建载荷等效关系式为例进行说明。

需要说明的是，等效载荷的构造方法是多样的，能够使等效载荷和多轴载荷在各方向上的分解载荷的总伪损伤都尽量接近是构造的等效载荷的目标，因此，令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤数等于对应的等效载荷的总伪损伤数式之后，可得如下载荷等效关系式：

其中，表示构建的等效载荷式对应的总伪损伤数式，fd(c1·l(t))表示分解载荷l(t)对应的总伪损伤数。

s80：对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数。

s90：根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

在得到载荷等效关系式之后，便可对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数，也即以等幅值的正弦波等效载荷为例，最后可求得频率、幅值和相位参数以及循环次数等参数。需要说明的是，在一实施方式中，可通过最小二乘和最优解方法求解，其中，迭代求解目标为各所述方向上等效载荷的总伪损伤与对应的分解载荷的总伪损伤之差的平方和取最小值为所述迭代求解的目标；或者各方向上分解载荷的总伪损伤数与对应等效载荷的总伪损伤数之差的平方和取最小值为目标或者，也即迭代求解目标如下式所示：

因此，利用前述载荷等效关系式进行迭代求解便可求解得到相应的等效载荷和载荷循环次数，具体地迭代求解过程在此不展开描述。

本发明提供了一种多轴载荷等效处理方法，通过投影法对多轴载荷进行拆解成多个分解载荷，将多轴问题转化为单个载荷问题，并分别对若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，并获取所述分解载荷的伪损伤；最后依据各个分解载荷的伪损伤构建相应载荷等效关系式，并对载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；最后根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷，从而把复杂的多轴随机的多轴载荷等效地转化为等效载荷进行台架试验，由于保留了分解载荷是由多轴载荷分解得到，通过各个分解载荷计算出的等效载荷之间保留多轴载荷的相位关系，从而提高了等效载荷的等效性，也就提高了后续零部件耐久试验的准确性。

值得说明的是，本方法可建出多轴载荷对应的等效载荷，理论上无论多少轴的多轴载荷均可都适合，适应性较强，并且通过雨流投影计数的方式，将单轴载荷等效方法拓展到多轴载荷问题上，具体地将单轴载荷拆解分多个分解载荷进行后续等效，从而可以将载荷空间内的无限个方向的问题离散为有限个方向的问题，便于构建载荷等效关系式和迭代求解；另外，在迭代求解过程中，可运用最小二乘的思想求解近似解，而不是精确解，提高了方案的可实施性；另外，将多轴随机的载荷转化为正弦波载荷，简化了后续试验等效载荷的加载难度、大幅提升了试验效率的同时还保留了多轴载荷的相位关系，提升了后续试验的准确性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种多轴载荷等效处理装置，该多轴载荷等效处理装置与上述实施例中多轴载荷等效处理方法中一一对应。如图4所示，该胎压展示装置包括采集模块101、投影模块102、计算模块103、第一确定模块104、构建模块105、第二确定模块106、第一获取模块107、第二获取模块108、和第三获取模块109。各功能模块详细说明如下：

采集模块101，用于采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数；

投影模块102，用于将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷；

计算模块103，用于分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤；

第一确定模块104，用于根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤；

构建模块105，用于初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式；

第二确定模块106，用于根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式；

第一获取模块107，用于令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式；

第二获取模块108，用于对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；

第三获取模块109，用于根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

在一实施例中，投影模块具体用于：

确定所述多轴载荷中不共线载荷的数量；

根据所述多轴载荷中不共线载荷的数量确定投影方向数量和投影方向；

按照所述投影方向数量和投影方向将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到投影方向数量对应的若干个所述投影方向上的分解载荷。

在一实施例中，计算模块，具体用于：

利用雨流计数法对所述分解载荷进行雨流计数处理，以获取所述分解载荷对应的多个应力循环；

根据所述目标零部件材料对应的s-n曲线计算各个所述应力循环对应的伪损伤值；

利用损伤累积理论对各个所述应力循环对应的损伤值进行累积处理，以获取所述分解载荷的伪损伤。

在一实施例中，所述各个应力循环对应的伪损伤值通过下式计算：

表示所述应力循环，表示伪损伤值，n表示目标零部件的疲劳寿命，b为对应目标零部件对应材料的s-n曲线的斜率，s0为目标零部件对应材料的s-n曲线的斜截距；

所述分解载荷的伪损伤通过下式计算：

表示所述分解载荷的伪损伤。

在一实施例中，构建模块具体用于：

构建与所述若干个方向的分解载荷对应的正弦信号形式的等效载荷式。

在一实施例中，第二获取模块具体用于：

通过最小二乘法对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数，其中，各所述方向上等效载荷的总伪损伤与对应的分解载荷的总伪损伤之差的平方和取最小值为所述迭代求解的目标。

在一实施例中，所述装置还包括预处理模块；

所述预处理模块，用于对所述多轴载荷进行预处理，所述预处理包括去除毛刺、均值修正和滤波处理；

所述投影模块，用于将经过所述预处理的所述多轴载荷投影到所述载荷空间中，以得到所述若干个方向上的分解载荷。

本发明提供了一种多轴载荷等效处理装置，通过投影法对多轴载荷进行拆解成多个分解载荷，将多轴问题转化为单个载荷问题，并分别对若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，并获取所述分解载荷的伪损伤；最后依据各个分解载荷的伪损伤构建相应载荷等效关系式，并对载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；最后根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷，从而把复杂的多轴随机的多轴载荷等效地转化为等效载荷进行台架试验，由于保留了分解载荷是由多轴载荷分解得到，通过各个分解载荷计算出的等效载荷之间保留多轴载荷的相位关系，从而提高了等效载荷的等效性，也就提高了后续零部件耐久试验的准确性。

关于多轴载荷等效处理装置的具体限定可以参见上文中对于多轴载荷等效处理方法的限定，在此不再赘述。上述多轴载荷等效处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。该控制器可通过网络接口获取所需信息，其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括存储介质。该存储器存储有计算机程序。该存储器为计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现一种多轴载荷等效处理方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数；

将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷；

分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤；

根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤；

初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式；

根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式；

令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式；

对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；

根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：

采集目标零部件在试验路面实际所受的多轴载荷，并确定多轴载荷循环次数；

将所述多轴载荷投影到载荷空间中，以得到若干个方向上的分解载荷；

分别对所述若干个方向上的分解载荷进行伪损伤计算，以获取所述分解载荷的伪损伤；

根据所述分解载荷的伪损伤和多轴载荷循环次数确定所述分解载荷的总伪损伤；

初始化等效载荷循环次数，并构建与所述若干个方向的分解载荷对应的预设信号形式的等效载荷式；

根据所述等效载荷循环次数和所述等效载荷式确定所述等效载荷对应的总伪损伤式；

令所述若干个方向的分解载荷的总伪损伤分别等于所述等效载荷对应的总伪损伤式，以获取载荷等效关系式；

对所述载荷等效关系式进行迭代求解，以获取所述等效载荷式的参数；

根据所述参数得到所述等效载荷式对应的等效载荷。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。