1、 GlyphWorks 简明入门教程 2007 nCode International 内容简介 I 内容简介 教程1 数据导入和显示. 1 本教程介绍如何使用 GlyphWorks 用 户界面、如何导入 ASCII 时域信号到 软件中，以及 基本的 GlyphWorks 显示工具。 教程2 信号分析 . 19 本教程介绍 GlyphWorks 的几种信号分析功能，GlyphWorks 的进程驱动界面将有助于直 接并快速的 进行各种复 杂分析。介 绍了振幅概 率分析、统 计分析、雨 流分析以及 频谱分析， 简单介绍了其相关背景理论并通过实例讨论了“好”数据与“坏”数据之间的差别。 教程3 信号
2、处理 . 31 本教程介绍 GlyphWorks 的几种数 据处理工具，利用这些工具可清除测试信号在教程 2 中探测到的 异常信号以 用作后续分 析。可在较 长时域信号 中提取有用 数据、采用 交互式的图 形编辑工具对数据进行编辑，去除毛刺信号并执行频谱过滤操作。 教程4 应力寿命（SN）疲劳分析. 50 本教程简单介绍 SN 理论， 在 GlyphWorks 平台 上对教程 3 中介绍的某构件进行应力疲劳 寿命计算。 然后对高级 疲劳敏感性 分析、 “what-if ”条件分析 以及给定目 标的反求计 算进行了 例示。 教程5 应变寿命（EN）疲劳分析. 65 本教程简单介绍 EN 理论，在
3、 GlyphWorks 平台上对某构件进行了应变疲劳寿命计算。 教程1 数据导 入和显示 1 教程1 数据导入和显示 学习目标 本教程介绍如何操作 GlyphWorks 界面，如何完成数据导入和显示等基本任务。 本教程包含如下主题 主题 1 ：了解 test 和 channel 命名规则。 主题 2 ：启动一个项目，并介绍 GlyphWorks 的操作界面。 主题 3 ：在 GlyphWorks 中显示数据文件，各 Glyph 及其属性介绍。 主题 4 ：进行一个简单的雨流分析，在一个工作流程中调用多个 Glyph 。 主题 5 ：从 GlyphWorks 中导出 ASCII CSV 文件 以
4、用于 MS Excel 中。 主题 6 ：将 ASCII CSV 文 件导入 GlyphWorks 。 学习准备 计算机中安装了最新版本的 ICE-flow GlyphWorks ，如下文 件存在于当前工作目录： Vib01 05.dac ，Strainrosette.csv 教程1 数据导 入和显示 主题 1 本主题中，我们将学习到标准的文件命名方法，以使得数据分析过程更加流畅。还以 Tests 和 Channels 的 形式引入分解数据的概念。 GlyphWorks 能处理各种从简单的单通道一次测试到复杂的多通道多次测试数据。 如果仅测量少 量的数据， 可能看不出 该平台的强 大功能，但
5、如果要自动 处理大量的 测试数据， 那么该平台 将能为 您节省大量的工作时间。 2 制定一个测试规程 假设我们在 设计一个新 的汽车横向 稳定杆，需 要确保 横向稳定杆在所有的路面情况和所有的载荷情况（从一 个 乘客到满载）下都能正常工作。 为确保所有 的可能事件 都得以考虑 ，我们制定 了相应 的测试规程去测量在每一个事件（路面、速度、载重）中横向稳定杆的响应。测试规程如下： 测试序号 路面 速度 载重% 01 光滑平直 50 50 02 低速曲线 50 50 03 比利时石块 30 50 04 其它 我们可以选 择在一个较 长的时域信 号中记录下 所有事件， 但通常倾向 于将它们分 开成单
6、独的 测 试文件，以 便了解横向 稳定杆对每 一个事件的 响应情况。 我们可通过 在每一次测 试前创建一 个新文 件来将它们分离，或者采用 GlyphWorks 随后来 对它们进行分离。 什么是通道（Channels ）？ 一旦我们确 定了去进行 所有能反映 横向稳定杆 各种工况的 测试时，我 们就必须要 确定测取何 种 参数。本例 中，我们计 划测取每个 车轮的垂向 位移和横向 稳定杆上的 扭矩，需要 两个位移计 来测位 移和四个应变片来测扭矩。因此，总共要同步测试六个通道的数据，如下表所示： 教程1 数据导 入和显示 通道号 传感器 01 左轮垂向位移 mm 02 右轮垂向位移 mm 03
7、 扭矩应变片 01 04 扭矩应变片 02 05 扭矩应变片 03 06 扭矩应变片 04 文件命名规则 GlyphWorks 可自动处理各种类型的数据。 如果输入大量的测试数据，GlyphWorks 将按顺序对 每个数据进行处理。 而且， GlyphWorks 可对每一次 测试中同步测取的大量通道进行同步处理。 这样 就很容易对上述测取的原始应变通道通过运算来获取扭矩。 GlyphWorks 能通过文件命名规则或原始数据文件来自动判断通道编号方式。 如果数据文件名以 二位数字结尾，GlyphWorks 会认为 这个数字就是通道号， 这样每次测试可允许多达 99 个通道。 如 果需要更多的通道
8、数，如 999 、9999 等，只需修改其属性参数即可。 TestName02.dac Test0102.dac 3 教程1 数据导 入和显示 主题 2 本主题中， 我们将启动 GlyphWorks ， 并 创建一个包含后续分析所要用到的实例数据的项目文件 夹。步骤如下： 创建一个新的工作目录，并将实例文件复制至此； 启动 ICE-flow GlyphWorks ； 选择刚创建的工作目录作为项目文件夹； 在 Processing 菜单中点击 GlyphWorks 按扭。 GlyphWorks 提供项目文件夹的选 择。该 文件 夹是存 储与 此项目 相关 的所 有数据的地方。 当 GlyphWo
9、rks 运行 时， 可从任 何位 置如硬 盘、 网络或 数据 库管 理系统 中选 取数据 。这 里所选 择的 文件 夹将用于存储所有生成的数据文件。 4 教程1 数据导 入和显示 可使用的数据：树状目录、表格和阵列显示 可使用的数据面板可显示为树状目录、表格或阵列三种形式，分别如下图所示。 树状目录类似于标准的目录树， GlyphWorks 可对数据按不同方式 来 重 新分组，以 提高搜索效 率。可在树 状目 录上右击来 对子目录进 行重组，提 供的 选项如右图所示。 表格显示时 ，数据可通 过点击相应 的列抬头以 重新排序。 表格显示比 树状显示能 提供更多的 信 息，然而，树状显示更为清晰
10、。 阵列显示也 是以表格形 式来显示数 据，行字头 表示每个测 试，列字头 用通道抬头 来表示出所 有 测试中可使用的通道。 从其它位置导入文件 可通过下拉菜单选项 File/Open Data Files将其它数据添加到可使用数据面板中去。下图所 示的对话框允许用户更改目录路径，浏览数据文件并选择需要导入的数据文件。 树状目录仅 仅只是提供 了对真实文 件的链接， 所以无需将 数据物理复 制到当前工 作文件夹， 这 样对于从中 央服务器上 调用标准公 司数据时显 得非常有用 。显然反复 复制数据到 本地是非常 不经济 的，这种方法使得数据只需存储一次，即可在供所有用户在本地工作文件夹中重复调
11、用。 5 教程1 数据导 入和显示 6 教程1 数据导 入和显示 主题 3 本主题中，我们将在 GlyphWorks 中看到一些典型的应力测量数据。 在可使用的数据树状目录中，展开 Time Series 分支找到名为 vib (dac) 的数据文件； 展开 vib (dac) 可看到所 有 5 个数据通道； 拖拉 vib (dac) 到工作区 即创建了一个新的 Time Series Input glyph， 点击 Display 选项查 看图形； 点击 glyph 的 Maximize 按钮（位于 glyph 框 的右上方）以最大化显示； 用鼠标拖拉 或工具栏的 缩放工具来 缩放图形， 注
12、意图形上 方的水平滚 动条，可通 过移动 它 来浏览数据； 尝试工具栏的 Cursor coordinates 选项，在图形上点击读取不同的数据值； 点击 Next / Previous Channel 按钮浏览本例中所有 5 个通道； 尝试用工具栏的 overlay 和 cross 选项来分别显示图形； 使用 properties 选项来显示所有 5 个通道的属性； 放大某一数据区域，从 properties 选项中尝试不同的线型； 当用户熟练掌握这些图形选项后，即可进入下一个任务。 用户可直接 将数据从树 状目录上拖 拉到工作区，GlyphWorks 将自动识别 该数据类型并生成相应的数据
13、导入 glyph 。Time Series glyph 具有预览 Display 选项，该选项提供在 glyph 中 的交互式数据图形显示， 通过点击 glyph 右上角的 Maximize 按钮即可全屏 显示数据。 点击所选区域的两侧或拖拉鼠标框选感兴趣的数据片段， 即 可放大该段数据。 同时所有通道的数据将自动按所选时间片段来 放大显示。 7 教程1 数据导 入和显示 常用图形显 示和操作选 项可从下面 的工具栏中 获得，这些 选项提供了 快速缩放显 示图形、数 据 在对数坐标和线性坐标之间转换、 点击 Next / Previous Channel 按钮在多数据通道间切换等操作。 除了工
14、具栏中的常用图形 选项外， 其它选项可通过在显示 的图形上右击并从弹出菜单中 选择 properties 。 。 。 属性选项来 获得。图形选项在右图所示的 XY Graph 标 签中列出。 各属性栏分类列于左边的 树状目录中。 点击所需标题， 对应的属性设置框将出现在右边面板中。 点击 OK 按钮应用当前属性。 8 风格选项 Style Options 该选项用于改变图形显示 的外观。每个通道可分开显示、 重叠显示或分别以一个通道数 值为 X 轴另 一个通道数值为 Y 轴来交叉显示。 虽然图形显示默认为同时教程1 数据导 入和显示 显示 4 个通道， 但可修改为同时显示多达 16 个通道，
15、通过点击 Next / Previous Channel 按钮可在 连续通道间进行切换。 坐标轴界限 Axis Limits 该选项可改 变坐标轴的 格式和界限 ，格式可为 对数坐标或 线性坐标， 界限可通过 输入范围值 来 精确设定。 数据线 Data Lines 该选项可改变图形数据线 的外观， 如颜色、 线条粗细、 线 条形式和标记形状。 线标记常用 来突出显示数据， 使其更容易在 各通道数据间被识别出来。 线标 记并不代表数据中的测点， 这是 因为测点往往太多， 很难都清晰 地显示出来。 当然， 用户也可选 择 Points 选项来显示真实的测 点。 标签 Labels 该选项可改变数
16、据文件标 签的标题、字体和编号方式。 9 教程1 数据导 入和显示 主题 4 本主题中，我们将进行一个简单的雨流分析，并在 3D 直方图中查看结果。随后了解如何调用 分析 glyph 通过连接管道对通道数据进行运算。 从 Signal Glyph 面板上 拖拉一个 Rainflow Cycle Counting glyph 到工作 区， 并与上 一主 题中调用的 TSInput1 glyph 的蓝色输出端相连接； 从 Display Glyph 面板 上拖拉一个 Histogram Display glyph 到工作区，并将上面的输入 端与 Rainflow Cycle Counting gl
17、yph Rainfolw1 的上面的输出端相连接；右击 Rainfolw1 ， 从弹出 菜单 中选择 properties 。观 察 各种选 项， 右击任 意选 项并从 弹出 菜单 中选择 Help on Property 了解该选项的背景； 点击工具栏的 Run 按钮运行搭建好的计算流程，查看生成的雨流矩阵； 最大化 Histogram Display glyph 并更 改其属性以显示单个通道结果； 按住键盘上的“Ctrl ”键，通过拖拉鼠标来旋转 3D 直方图； 使用工具栏上的各按钮查看不同的图形显示选项。 使用 Glyph 和管道 Pipe 每个 Glyph 都通过图形表征其分析功能，包
18、括有输入 Glyphs 、输出 Glyphs 和各种不同功能的 Glyphs。输 入 Glyphs 提供数据来源， 输出 Glyphs 提供数据接 收器并以图形显示数据或写出到文件 中，功能 Glyphs 读入源数据然后对之进行处理并输出结果数据。 所有的 Glyphs 被分到不同面板， 基本操作和运算 glyphs 位于 Functions 面板， 其他的 glyphs 按其各自的功能被分组到不同面板如：Signal, Frequency, Fatigue 等。 Glyphs 通过 其上的连接端子用管道来相互连 接， 数据从左边端子流入 glyph ， 然 后从右边端子 流出。 输入 gly
19、phs 只在右边有端子， 而输 出 glyphs 只在左边有端子。 端子通过不同的颜色来表征可通过的不同类 型数据，各颜色代表的含义如下。管道仅能连通相同颜色的端子（注：灰色端子可接收任何数据） 。 为实现 Glyphs 之间简便的连接， 当点击某一 Glyph 上的连接端子时， 其它 Glyphs 上与之相兼 容的连接端子均高亮显示，此时只需简单的移动鼠标至其它端子上并点击即可实现连接。 通过右击连接管道选择弹出菜单中的 Disconnect 即可删除管道。 或者， 当删除一个 glyph 时， 与之相连的管道也会自动消失。 10 教程1 数据导 入和显示 小技巧： 可从 Glyph 面板中
20、拖拉一个 glyph 放置于工作区另一 glyph 的连接端子上。 如果二者是兼容的， 软件将自动在其间创建一个连接管道。 3D 直方图显示 雨流计数的结果通过 3D histogram display glyph 来显示， 最多 可同时显示 8 个交互式直方图。 Glyph 默认 给多通道数据配置为同时显示 4 个图形，同时显示的图形个数可通过高级属性选项进行 修改（右击） 。 通过点击 glyph 右上角 的最 大化按钮 可对 图形最大化显示。 一个典型直方图 如右所示， 可点击 并拖拉鼠标来进 行旋转。工具栏提供了常用选项，如下图所示。点击 Isometric 按钮可 对拖拉旋转之后的图
21、形进行 复位还原， 另一个常用选项是 Top 视 图选项， 当与 Surface 选项一起使用时可获得独特的视觉效果。 11 教程1 数据导 入和显示 高级属性 右击图形并从弹出菜单中选择 Property选项， 可见如下可供修改的选项。 高级属性表与之前 见过的时域显示类似， 但如下给出的位于 Styles-Plots 中的选项有一些特定的处理 3D 绘图的特征。 每次显示可 达的最大通 道数可在该 选项表中修 改。对图形 的旋转角度 和缩放倍数 也可在此选 择 进行输入， 这样将比通 过鼠标拖拉 更加精确。 图形可采用 柱状直方图 显示或表面 绘图显示， 同时可 用不同方式的颜色来增强其显
22、示功能。 提示：如果想清除掉输入文件并查看另外的数据，只需简单的右击 TSInput1 glyph ，从弹出菜 单中选择 Remove Tests 即可。然 后从可使用数据的树状目录中拖拉另一组数据到 TSInput1 ，用 户可一次拖拉多个测试到 TSInput1 glyph ，但每 次只能显示一个测试。 12 教程1 数据导 入和显示 主题 5 本主题中，我们将输出数据为二进制和 ASCII 格式文件。 采用主题 3 中创建的 GlyphWorks 流程， 添加 Histogram Output glyph 并重 新运行该流程； 编辑 GlyphWorks 流程， 添加 Data Valu
23、es Display glyph 。 输出直方图数据到一个 CSV 文件，并在 MS Excel 中 查看该数据； 编辑 GlyphWorks 流程， 通过 Data Values Display glyph 查看 所有输入通道时域数据值。 二进制数据输出 GlyphWorks 中的数据能以一个文件的形式输出以供其它程序调用，如在 ICE-flow Studio 中生 成报告、台架试验驱动信号、输入 FE-Fatigue/DesignLife 或用于多体动力学模拟等。 二进制数据通过时域信号、 多列或直方 图输出 glyph 进行输出， 该 GlyphWorks 流 程对输入数据执行雨流循环分
24、析并保存雨 流直方图为一个文件。 默认情况下，输出 glyph 与输入 glyph 使用相同的文件名并在其文件名后加上 “_out ” 。 用户可通过右击 glyph， 从 弹出菜 单中选择 Properties 可 得到如下选项对话 框，即可更改输出文件名。 13 教程1 数据导 入和显示 ASCII 数据输出 数据也可输出为 ASCII 文件，以用于那些无法读入二进制文件的程序，如有限元分析软件、 Spreadsheets 、Mathcad 、Matlab 等。 ASCII 数据通 过 Data Values Display glyph 进行输 出， 该 glyph 可在计算机屏幕上显示数
25、据值， 也可通过点击 Export 按钮输出为 CSV 格式文件 ，此时系统将提示用户给出一个文件名。 14 教程1 数据导 入和显示 主题 6 本主题中，我们将通过 ASCII 转换 工具从典型 ASCII 文件 输入数据到 GlyphWorks 。 从 ICE-flow 桌面的左侧处理工具栏中点击 ASCII Translate 工具； 浏览到文件 StrainRosette.csv，选 择 Convert to Time Series 选项。 点击 Next 转入到下一 个向导对话框； 在数据预览窗口中可查看到若干行数据。输入 Number of header lines = 12, L
26、ine number for channel titles = 5, Number of channels = 3, Line number for units= 7, Fields = Comma Separated 。点 击 Next 转 入到下一个向导对话框； 输入 Sample Rate = 409.6，点 击 Translate 按钮 完成转换； 如教程 1.3 所示在 GlyphWorks 中查看该数据。 15 教程1 数据导 入和显示 16 教程1 数据导 入和显示 转换多列数据 多列数据需要有一个时间列， 有时当 测取 了很长一段时间的数据时还要有一个日期列。 转换过程与 时序
27、数据一样， 除 了有一个向导框 提示用户输入该 数据是否包含有 时间和日期及其对应格式，还需输入时间和日期所对应的列号。 附注： 众多的基于 ASCII 的文件格式很难通过一个通用的转换器 来自动对它们进行识别， 如 ASC 、 TXT 、 CSV （逗号分割数据） 、 XML 等。 ASCII Translate 提供了一个交互式向导功能来完成转换， 且让用户在提交转换之前可查看到数据。如果需要转换大量的 相同格式的数据，用户可保存转换选项设置以实现所有数据的 自动转换。 17 教程1 数据导 入和显示 本例中的 CSV 文件包含了通过三向应变花测试获取的时域应变数据，该时域数据以恒定的 4
28、09.6Hz 采样率进行记录。 从数据中可见， 时序数据中并不包含单独的时间列， 这是因为对应每个 数据点的时间可通过如下公式计算获得： 0 n ttfn = + ， 式中， 第 n 个数据点时间； ， n t = 0 t = 时间基准（起始时间一般为 0 秒） ； f = 采样率。 ASCII Translate 还可以转换非恒定采样率的数据，此时数据中则需要包含时间列。 二进制 VS. ACSII 文件 ASCII 文件 应用非常广泛，这是因为只需简单的文本编辑器，如 MS 的记事本工具即可读取， 且在各操作系统之间通用。二进制文件，则相反，对所创建于的计算机的平台有特别要求。 尽管如此，
29、 二进制文件在测试和分析工程数据时常被首选。 二进制文件的大小是同样内容 ASCII 文件的一半， 这是因为数据以 ASCII 格式保存时 ， 每个数字占用 1 个字节， 因此对于 8 位有效数字 就需要占用 8 个字节内存。二进制文件则不同，它采用更精确的存储机理，只需 4 个字节即可获得 相同的数值精度。 二进制文件的常见形式 DAC ：DAC 格式紧凑、 通用并提供 8 位有效数字精度。 但所有通道分别保存为单个文件， 这样 易导致在文件名管理时出现问题。 RPC ：RPC 格式可在一个文件中包含多个通道。 但由于是以多元格式进行保存， 使得存取都相 对缓慢。RPC 文件以整形数据存储，
30、 尽管这样 可减少文件大小， 但同 样也牺牲了精度， 其数 值有效 数字约为 5-6 位。 S3 ：S3 格式也包含有多个通道。且这些通道以非多元格式存储，保证了通用性和存取速度， 数据一般精度可达约 8 位有效数字。 然而， 多通道数据以 12 位有效数字精度进行存储。 这是最佳格 式。 18 教程2 信号分 析 19 教程2 信号分析 学习目标 本教程介绍如何在 GlyphWorks 中进行信号分析，尤其是在数据中进行异常（或错误）探测。 我们将用到雨流分析 Rainflow glyph 、振幅概率分布 Amplitude Probability Distribution glyph 、
31、频谱分析 Frequency Analysis glyph 和统计分析 Statistical Analysis glyph 。这些 glyphs 将被用 于探测异常信号，如毛刺、电子线路干扰、数据限幅、零漂、信号长度不足、混淆等。 本教程包含如下主题 主题 1 ：肉眼观察时域信号数据。 主题 2 ：时间穿级分析，用 GlyphWorks 探测信号 中的振幅异常现象。 主题 3 ：执 行雨流分析，用 GlyphWorks 探测信号中的毛刺异常现象，并从统计学角度判断数 据长度是否足够。 主题 4 ：频率分析，用 GlyphWorks 探测信号中的电子线路干扰现象。 主题 5 ：统计分析。 学习
32、准备 完成教程 1 。如下文件存在于当前工作目录： Strain.dac Clipped.dac Drifting.dac Spiked.dac Mains.dac 教程2 信号分 析 主题1 查看数据 本主题中，我们将用 TSInput glyph 来浏览所有数据。用户将学习到如何对数据执行系统性浏 览，以发现如数据丢失、零漂、限幅和采样不足等异常现象。 点击菜单栏的 File/New Process ， 启动一个新的 GlyphWorks 任务； 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 strain.dac 到工作区，GlyphWorks 将自动识别 数据类型并提供相应的输入 glyph T
33、SInput1 ； 选择 Display 选项，并点击 按钮以最大化图形； 对数据视图进行放大，并使用图形顶部的滚动条浏览所有数据，简单判断数据质量； 点击 按钮还原图形， 右击 TSInput1 glyph 从弹出 菜单中选择 Remove Tests 以清除该 数据； 用户可对其他数据如 clipped.dac spiked.dac, drifting.dac 和 mains.dac 重复上述操 作。对数据 视图要进行 不同程度的 放大，因为 有些异常现 象要在放大 到足够程度 才能被 观 察到。 Strain.dac 放大 strain.dac 数据图形， 用户会 观察到该数 据有些采样
34、 不足。记录 下来 的数据过少 ，很难保存 了所有的峰 谷值 信息。这是 一个数据不 足采样的典 型例 子，我们需 要在一个更 高采样率下 对该 数据进行重 新测试。以 下教程中我 们将 采用频谱分析 Frequency Spectrum glyph 来更加 简便地获取该信息。 20 教程2 信号分 析 Spiked.dac 如文件名，该数据包含了电流干扰产生的毛刺，通 常表现为一个具有很大幅值的奇异点。毛刺现象通过雨 流直方图可识别的更为清晰，后文将进一步讨论。 Drifting.dac 该数据信号包含了一个稳定的均值漂移， 产生 这种 现象的原因是当温度升高时， 应变 片和被测部件的膨胀
35、程度不协调所致。 零漂 现象也可通过振幅概率分布来识 别。 所有这些各种异常信号都能采用后续教程中讨论 到的技术实现快速探测。这些功能都能在 GlyphWorks 中实现。 21 教程2 信号分 析 主题2 查看数据 本主题中，我们将详细讨论采用时间穿级分析 Time at Level 和振幅概率分布 Amplitude Probability Distributions (PDF) 来快 速探测测试数据中的 “限幅” 、 “毛刺 ” 和 “零漂” 等 异常现象。 创建一个如下图示例的简单计算流程以进行分析。 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 strain.dac 到工作区； 从 Sign
36、al 面 板中拖拉 Amplitude Distribution glyph 到工作区并 连接到输入文件 glyph 上； 从 Display 面板中拖拉 XYDisplay glyph 并连接到 Amplitude Distribution glyph 上； 运行分析流程，查看生成结果的图形。这是一个“好”数据示例。 限幅数据 右击 TSInput1 glyph 从弹 出菜单中选择 Remove Tests 以清除 该数据； 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 clipped.dac 到当前 TSInput1 glyph 上， 重 新运 行分析流程； 点击 XYDisplay glyph
37、， 通过缩放操作按钮来详细查看限幅数据。 零漂数据 右击 TSInput1 glyph 从弹 出菜单中选择 Remove Tests 以清除 该数据； 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 drifting.dac 到当前 TSInput1 glyph 上， 重 新运 行分析流程； 点击 XYDisplay glyph ， 通过缩放操作按钮来详细查看零漂数据。 保存创建的工作流程 通过下拉菜单 File/Save Process 保 存创建好的流程并命名，即可反复调用该流程而无需 从零开始构建。 “好”数据示例 该示例给出了标准的 “ 好” 数据， 通过 分析生成了服从高斯正态分布的典型钟形
38、曲线。 这是随 机振动信号所期望生成的曲线 形式。 22 教程2 信号分 析 限幅数据示例 限幅数据是 指真实数据 点的数值超 过了校准的 采集器满量 程限制。如 ，用户配置 好数据采集 器 去测量-1000me 到+1000me 的应变量程，所有超过该量程的数据值即“超限” ，此时 采集器将不记 录真实数值。对于超过 1000me 的数 值，采集器都记录为 1000me ，对于 低于-1000me 的数值，采 集器都记录为-1000me 。 这样导致在-1000me 和+1000me 处 记录的点数增多， 通过振幅分布可很容 易查看到，而仅仅在时域信号中去查看是难以发现限幅数据的。 零漂数据
39、示例 数据中的零 漂现象也是 很常见的。 在测试过程 中的温度变 化可能导致 应变片数据 的漂移发生 ， 如果测试过 程中温度变 化显著，建 议使用与被 测部件有相 同热胀系数 的应变片， 否则就需要 随后在 GlyphWorks 中进行修正。 加速度数据表现出的零漂现象也可在 GlyphWorks 中进行修 正。 当然，有些 漂移现象可 能就是真实 的数据。因 此，我们需 要评估是否 真是异常信 号还是真实 数 据。可把测 试数据与以 前测取的数 据进行比较 ，或试图回 想在测试过 程中发生的 现象是否导 致了所 查看到的漂移结果。 23 教程2 信号分 析 主题3 雨流分析 本主题中， 我
40、们将详细 讨论雨流循 环抽取，并 展示通过该 分析来探测 “毛刺”数 据和采样长 度 不够的“短”数据。 创建一个如下图示例的简单计算流程以进行分析。 用户可创建一个新的流程， 也可拖拉 Rainflow glyph 到当前 流程上， 创建一个同时进行时 间穿级分析和雨流分析的复杂流程。 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 strain.dac 到空白工作区，或拖拉到当前 TSInput1 glyph 上； 从 Signal 面 板中拖拉 Rainflow Cycle Count glyph 到工作区并连接到输入文件 glyph 上； 从 Display 面板中拖拉 Histogram Di
41、splay glyph 并连接到 Rainflow glyph 的输出端子上； 运行分析流程，查看生成结果的图形。这是一个“短”数据示例。 其他任务 换用 spiked.dac, clipped.dac 和 drifting.dac 数据文件重新运行分析流程。 简单雨流分析过程如右图所示，3 维直 方图中 X 轴 表示循环量程、 Y 轴表示循环均 值、 Z 轴表示循环数。 用户可通过点击 按 钮最大化直方图查看其特征， 还可通过如下 所示的其它按钮来以不同视角进行查看。 “短”数据示例 查看数据 strain.dac 所生成的雨流矩阵， 局部放大查看图形的尖端。 那些大量程循环相比小量 程循环
42、产生指数倍多的损伤值，从而占总疲劳损伤的绝大部分。 查看顶部和 左视图可见 ，在大量程 循环区域的 数据非常稀 疏。该现象 表明，大多 数的损伤值 是 由有限的循 环所产生的 。用户此时 需要确认这 个现象是否 真实工况的 反映。比如 研究对象为 横向稳 24 教程2 信号分 析 定杆的疲劳损伤分析， 则这些数据可能代表了一些较大的 载荷事件， 如车辆滚过一个坑或一个槛。 然而， 如果研究 对象为一个振动源， 如发动机上的某部件， 则该数据的采 样长度可能过短，这样计算获得的结果将没有意义。 毛刺数据示例 查看数据 spiked.dac 所 生成的雨流矩阵， 可见大多数数据都集中在小量程区域，
43、 只有少数点分 散落在大量 程区域。如 果对该数据 进行疲劳分 析，则几乎 所有的损伤 都是由唯一 的某个非常 大幅值 的循环产生的。用户此时需要确认这个现象是否真实工况的反映和具有统计意义。 更有可能是在该数据中有毛刺现象的存在。 这在应变片测试信号中很常见， 因为测试值为毫伏， 很容易被外 部电子噪声 所干扰。这 样，就需要 用户有效的 识别大幅值 噪声并在分 析处理之前 对它进 行清除。 限幅数据示例 限幅会人为 造成数据限 制在较小量 程值内，因 此限幅数据 会表现为集 中在设定量 程的边界处 ， 如下图所示 。当然，这 并不是指所 有情况，有 些信号可能 只在最大边 界值处进行 了限
44、幅，因 此得到 的变化循环范围而可能会被忽略。采用时间穿级或振幅概率分布分析可对该现象进行有效探测。 25 教程2 信号分 析 零漂数据示例 零漂一般表现为数据对应的雨流矩阵中均值的分布出现了偏斜 （右视图） ， 这与对其 进行时间穿 级分析的结果图形是相似的。对数据信号 drifting.dac 分别进行雨流分析和时间穿级分析，并查看 二者结果图形的相似性。 26 教程2 信号分 析 主题4 频谱分析 本主题中， 我们将讨论频谱分析， 并展示如何通过该分析来探测电子线路干扰和数据混淆现象。 创建一个如 下图示例的 简单计算流 程以进行分 析。用户可 创建一个新 的流程，也 可拖拉 新 的 g
45、lyph 到 当前流程上。 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 main.dac 到空白工作区，或拖拉到当前 TSInput1 glyph 上； 从 Signal 或 Frequency 面板中拖拉 Frequency Spectrum glyph 到 工作区 并连 接到 TSInput1 glyph 上； 从 Display 面板中拖拉 XYDisplay glyph 并连接 到 Frequency Spectrum glyph 的输出 端 子上； 运行分析流程，查看生成结果的图形。这是一个电子线路干扰数据示例。 换用 strain.dac 数据文件重新运行分析流程，考虑该数据是否有混淆现
46、象。 电子线路干扰数据示例 简单的频谱分析过程如右图所 示。X 轴给出频率值，单位 Hz ；Y 轴给出各频带的幅值均方值。可见 一个数据毛刺出现在 50Hz 处， 这与 英国广泛使用的电子线路频率相一 致。由于接地问题，实验室内用的 数据采集器经常发生电子线路干扰 现象。当信号真实频率远低于电子 线路频率时，这种异常现象可在 GlyphWorks 中很容易得到矫正。 但 当信号真实频率接近线路频率时， 则不易从异常信号中识别出真实信号，后续教程将详细讨论这种情况。 混淆数据示例 当用户选择的采样频率远低于测量信号的自身频率范围时， 将发生数据混淆现象， 如下图所示。 本例中， 测试信号为一个频
47、率为 10Hz 的单位幅值正弦波。 以 100Hz 的采样频率对之进行采样 的结果如红 色图形所示 ，可见信号 的频率成分 得到了很好 复现，只是 幅值精度有 少许丢失， 最大幅 27 教程2 信号分 析 值记录为 0.95 而不是 1.0 。一般来说，要做到过头采样时采样频率至少为信号最大频率的 10 倍以 上，这样能 保证满意的 幅值精度。 这里幅值的 略微减小是 因为采样没 有发生在正 弦波达到其 峰值的 同步时刻。 28 当以 25Hz （2.5 倍最大频率） 的 采样频率都该正弦信号进行采样的结 果如蓝色图形所示。可见频率和相位 信息尚有，但幅值信息已经丢失了。 降低采样频率为 12
48、.5Hz 时， 采样结果 如绿色图形所示，得到了不正确的频 率响应。这样的频率混淆错误在采样 频率低于信号最大频率的 2 倍时发 生，这就是所谓的 Nyquist 极限。 用户可采 用 频谱分析 图 来查看数 据中是否存在混淆现象。将 Y 轴坐 标 切换为对数形式，查看数据在降低为 较低水平噪声之前所记录数据的最高 频率成分，将该频率与 X 轴上的最 大 频率进行比较，看两者之间是否相差 5 倍。如 是 ，则可 能数 据良好 ；如 不 是，则确认是否在原始数据采集时运用了抗混滤波器，否则该数据可能存在较大问题。 教程2 信号分 析 主题5 统计分析 本主题中， 我们将讨论统计分析， 并展示如何
49、通过该分析来快速识别 “好” 数据和 “坏” 数据， 并与以前测取的数据进行对比。 创建一个如 下图示例的 简单计算流 程以进行分 析。用户可 创建一个新 的流程，也 可拖拉 新 的 glyph 到 当前流程上。 从可使用的数据目录中拖拉时域信号文件 strain.dac 到空白工作区，或拖拉到当前 TSInput1 glyph 上； 从 Function 面板中拖拉 Statistics glyph 到工作 区并连接到 TSInput1 glyph 上； 从 Display 面板中拖拉 Metadata Display glyph 并连接到 Statistics glyph 的输出端子上； 运行分析流程，在 Metadata Display glyph 中展开分支“Channe1 Metadata ”和 “Statist
