1、加速度功率谱密度的一些属性可用其各阶矩来描 述。 若已知实际使用条件的加速度功率谱密度时， 其一阶矩即其均方根值(RMS值)可表示为 _、 ( ) (3) 式中，表示频率，表示实际条件下单边加速度 功率谱密度；同样可用和表示试验条件下的加速度 RMS和功率谱密度。在实际条件下，激励载荷信号 的阶矩可表示为 A口)，j= s( (4) 单位时间平均穿越0点的次数可表示为 22等效应力谱计算 造成结构材料疲劳失效的直接原因是材料承受 应力造成的，因此需要将激励的加速度功率谱密度 转化成应力循环的功率谱密度，这一步骤可以通过 对结构振动特性分析来得出。对于连续结构的振动 特性分析，常利用有限元方法。
2、将结构进行离散化 后，建立结构的运动方程 M炙( )+C支(t)+Kx(t)=F(t) (6) 代表结点位移，是质量矩阵，是阻尼矩阵，是 刚度矩阵，是施加的外力向量。通过求解上述方 程，可以得到结构中每个单元的应力功率谱密度： S ( )=D( ( ，yz)U(v)GS(v)G (7) 式中，(。)上标代表结构中的任意单元， ( ，yz) 表示结构离散过程中的材料属性和形状函数的矩 阵， ( 是与结构谐响应矩阵相关的函数；G是将加 速度矩阵与节点力矩阵的转化矩阵。公式(7)的详 细推导过程见 。 多轴应力通常用VOrl Mi ses应力来描述 “ ，还 需要进一步求出yon Mi Ses等效应
3、力的功率谱密 度。Yon Mi Ses等效应力用矩阵形式表示为 盯 2=YrSoo (8) 式中， FECHNICAL COLUMN 技术专栏匝 S= 1 0 1 0 l 0 0 3 0 0 0 0 Tr示矩阵的求迹运算， 谱密度为 S(v)=TrESS ( ) 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 3 (9) 从而得出等效应力功率 (10) 23疲劳寿命计算过程 若采用公式(1 1)来描述材料的疲劳寿命，即 3-=Co1 (11) 上式中的 可用穿越0点的应力循环次数来表 示， 可用等效应力的均方根值来表示，即 =Trs s ( )别 (12) 将公式(12)代入公式(11)，并计算两
4、种条件下 材料疲劳失效时应力循环次数的比值 (e) ，(e) =f I No，(，) (，) 若用于= 表示疲劳失效的时间，则可得出 试验与实际条件下疲劳失效的时间之比为 盟：盥 ， (e) (e) l 【e) I r) No，(r 子(r) 将式(5)和式(12)带入式(I4)，即可得出 于 若试验条件下输入的加速度功率谱密度与实际 条件下的存在公式16的关系，即两种条件下的加速 度功率谱密度的形状相同，频率范围相同，只是将 实际加速度功率谱密度的值进行了放大。 s fs (1， s，S f，)( ) (16) 把公式(7)，(16)代入公式(15)即可推导得出 l l l O 0 0 l
5、1 0 0 0 一 瓦一 一 、 雾 姿：I 于( f J 、 3其他加速因子的计算方法 通过前述分析可以看出，逆幂率模型在应力是 窄带随机信号的情况下是可以严格推导得出的。但 是对于复杂结构，施加宽带随机信号，其应力响应 也是宽带随机信号。下文将描述宽带随机载荷时， 如何评估寿命及加速因子。目前已有大量文献利用 sN曲线和Miher损伤累积方法，得到宽带随机载荷 应力下的平均寿命计算公式可表述为 ： r一：-一 尸IsbP(s)ds 累积疲劳损伤为 (18) =半s s)dS (19) 一49一 环境技术2010年o4fl第2期 加速因子就可表述为 j (e) 71( 、) (20) 式中，
6、 尸表示单位时问内应力峰值次数，P(s)表 示应力循环峰值的概率密度，和是材料常数。因 此，要计算随机载荷下的疲劳寿命，两个重要参数 是EPfP(S)，其中 P= (21) 关于P(s)的算法各有不同，文献7中最早提出 了从功率谱密度函数求解窄带随机应力载荷的峰值 分布服从瑞利分布的方法；对于宽带随机应力载荷 过高估计了大量应力的概率，疲劳寿命计算过于保 守。因此，在此基础上发展了一些改进方法：主要 有Wirdehing修正、Hancock修正、Chaudhury Dover修正、Tunna修正。1985年，Dir1ik提出了解 决宽带随机载荷疲劳的经验公式，得到了较好的分 析精度 。Stei
7、nberg也提出了一种近似计算疲劳 寿命的3 0方法，由十该方法计算方便且精度也比较 高，也， 泛被采用 。Roberto Tovo等人在近期也 研究了新的计算模型。表1列出了一些计算疲劳损伤 或应力峰值概率分布的方法： 已有文献14通过试验评价焊点的随机振动疲 劳寿命，利用雨流计数法测得各应力循环峰值的概 率密度，利用Minet损伤累积原理计算出焊点在随 机载荷下疲劳寿命，进而分析得出在不同试验条件 下的加速因子。从该文献的研究结果可以看出，得 到正确的应力循环峰值服从的概率分布可以计算出 更精确的疲劳寿命和试验加速因子。 4，J、结 通过前面的推导和分析过程可以得出： (1)根据结构振动和
8、材料疲劳的物理模型可以 推导得出，利用逆幂率模型计算随机振动试验加速 因子的方法适用于载荷应力服从窄带高斯(均值为 0)的随机过程，且两种条件下的加速度功率谱密 度的形状应该一致；逆幂率模型在单、多轴应力的 情况下均适用；逆幂率模型并不适用于宽带随机载 荷。 (2)随着对宽带随机载荷应力条件下疲劳寿命 SS dd 一， r一 一 f一， PP 一 b(一自( SS r rJ j一j r 一 【I )一) P re S (一( 口 口 表1常用计算方法 方法 公式 窄带方法 )= e一彘 D=FD a(6)+1一a(6)(1一) ，式中 Wi sching模型 a(6) 09260033b，c(
9、6)=1587b一2-323， Tunna模型 一击e 。 ， 、鲁e音+告螽+ 入。 H 2(Zo 一一2(Zo一 4 Dirl ik模型 入 入 一2(xY。) 一1一V一 +D m入 V入 Z1 1+v 。一 1一R 125(v-D -D。R) Y一 一D n一1一nn n一 。 D一 。 D， lY-D1十D。 3600x V x 683 3600V X 271 3600x V 433 n一 上 上 Steinberg模型 一 N(1 o) N(2 o) N(3 o) V =(V+V)2 的计算方法的不断研究，计算疲劳寿命模型得出的 结果已经与实际情况下的寿命非常接近15。窄带 情况下
10、的寿命模型并不适用于宽带情况，所以利用 宽带随机条件下的疲劳寿命模型来进行寿命评估或 试验加速因子的计算会更接近真实情况。另外本文 描述的方法都是在随机载荷应力服从高斯分布的情 况下得出的，并不涉及载荷应力服从非高斯分布的 情况； (3)利用频域上的疲劳寿命模型计算寿命的方 法较时域方法简单、快速，使用的计算机资源少， 而且能够达到较好的精度， 目前著名的 MSCFatigue软件中使用的就是Dirlik经验公式 16。用户可以根据自己的需求来选择最合适的计 算疲劳寿命模型来计算加速因子，能够得到较公式 (1)更精确的结果。 参考文献 1US Department ofthe Air Forc
11、e，Military standard enviro nmental test methods for aerospace and ground equipment， MILSTD一810F，Method 514：vibration，5 May 2003 【2NATO Standardisation Agency，The ten step method for evaluating the ability ofmateriel to meet extended life req uirements and role and deployment changes，AECTP 600 (editi
12、on 2)，Apr 2007 【3JMHu，DBarker，ADasgupta，Role offafluremechanism identification in accelerated testing，Proceedings annual rehability and maintainability symposium，1 992 【4GAUegri，XZhang，On the inverse power laws for accele rated random fatigue testing，International Journal of Fatigue 2008：30：967977 【
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14、nctions for random responses： prediction ofpeaks，fatigue damage，and catastrophic failures， NASA CR一33，Apr 1964 【8DBenasciutti，RTovo，Comparison ofspectral methods for fatigue analysis ofbroad-band Gaussian random proc- esses，Probabilistic Engineering Mechanics 2006；21：287299 9】Robeo Tovo，Cycle distri
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17、gation for SAC and SnPb solder：based on ICAAJG-PP lead- free solder project test results，27 Oct 2006 【1 5】NWM Bishop，L Lack，PSDS and fatigue 16周传月，郑红霞，罗慧强等，MSCFatigLle疲劳分析 应用与案例，科学出版社，2005 作者简介： 王冬梅(1986)甘肃白银人，北京航空航天大学硕士研 究生，主要研究方向电子产品可靠性、电子产品试验技 术研究。 上接第38页 行，采用将多个人名同时作为识别结果输出的方式 解决。如何区分具体人员，通过上层系统
18、数据库中 的信息进行二次确认。在语法文件中采用如下形式 实现“一音多字”： 1杰 V= 刘杰，刘洁，刘捷 除此之外，还有生僻字的问题。这种情况也主 要出现在人名中。例如“粲”字，“或”字等。如 果生僻字出现在语法文件中，会造成语法文件编译 错误而导致系统无法正常识别。解决办法是利用含 有生僻字、繁体字的字库，在语法文件中使用 GBK标准。 5总结及展望 本文以IT运行维护系统为例，描述了利用东进 D081A模拟中继语音卡电话处理系统和Nuance Recognizer 90自动语音识别系统实现基于ASR的 呼叫中心的设计过程。本系统不仅适用于维护人员 较少但维护任务较重的IT运维管理环境，而且
19、可以 根据需要移植到其它应用环境中。移植过程只需要 根据具体应用情况重写语法文件，适当修改呼叫中 心服务流程即可实现。 虽然本系统已经上线运行一段时问，但语音识 别结果难免出现偏差。为了保证系统可靠运行，需 要采用同步保障方式。系统同步保存客户话音作为 参考数据，一旦出现识别问题，立即针对实际情况 修改、充实语法文件，逐步提高系统的可靠性、健 壮性，使系统趋于完善。 参考文献 i汉语大词汇量连续语音识别系统研究进展倪崇 嘉，刘文举，徐波中文信息学报2009年1月第 23卷第1期 2】语音识别技术研究进展柳春甘肃科技2008 年5月第24卷第9期 3】语音识别技术在数字图书馆检索系统中的应用 叶
20、小榕，邵晴科技导报2008，26(18) 4】基于Nuance平台的语音识别环境设计谭保华， 熊健民，刘幺和湖北工业大学学报20046 上接第10页 TC22SC3)委员；高级工程师；GBT 242417和GBT 242426、GBT2423系列标准第5、7、10、15、39、43、 48、55、56、57、58、60、101等部分制修订和ISO 16750系列、ISO 20653标准国标转化制订项目的主要 起草人。 一51一 环境技术201 0年04月第2期 史晓雯，全国环境试验标准化技术委员会机械分技会 (SACTC8SC1一IECTC104)委员；工程师；GBT 242426和GBT2423系列标准第10、57、58等部分制修 订的起草人。 王沈敏，试验工程师。
