汽車零部件載荷譜的加速耐久性編輯方法為傳統(tǒng)研究領(lǐng)域，可為企業(yè)節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約開發(fā)成本，為企業(yè)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)。
載荷譜編輯是進(jìn)行零件室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，零件的實(shí)際載荷譜與編輯載荷譜相比更能精確反映其實(shí)際壽命，但完整的施加零件的實(shí)際道路載荷譜，將會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間及試驗(yàn)成本。有必要對采集的零件載荷譜進(jìn)行加速編輯（縮減），在保證載荷譜加載效果相同的前提下，得到時(shí)間更短的載荷譜，用于零件疲勞耐久性試驗(yàn)研究。

但載荷譜長度與損傷量往往是一個(gè)“魚”與“熊掌”不可兼得的矛盾體。要想保證縮減信號(hào)的損傷保留越多，則得到的縮減信號(hào)時(shí)間越長；想要保證縮減信號(hào)的時(shí)間越短，則得到的縮減信號(hào)的損傷保留量就越少。

對于載荷譜加速編輯技術(shù)，分別從時(shí)域和頻域兩個(gè)角度進(jìn)行了研究。

圖1 基于損傷保留的載荷編輯原理圖


1、時(shí)域方法
時(shí)域內(nèi)基于損傷保留的編輯方法，基本原理是將待縮減信號(hào)的時(shí)間軸等間距劃分(即加窗處理，見圖1)，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段內(nèi)信號(hào)的損傷量，基于所設(shè)定的損傷保留量，刪除損傷量小的信號(hào)片段(窗口3與窗口8)，實(shí)現(xiàn)指定損傷保留量下的信號(hào)縮減?；趽p傷保留的編輯方法可在Ncode軟件中完成。
時(shí)域內(nèi)基于損傷保留的編輯方法，所設(shè)置的窗的尺寸對編輯結(jié)果有顯著的影響。在保留相同損傷量的前提下，將窗的尺寸設(shè)置得越小，所得到的編輯載荷譜時(shí)間越短，但頻域信息丟失嚴(yán)重；窗的尺寸設(shè)置得越大，頻域信息得到很好地保留，但得到的編輯載荷譜時(shí)間較長，且太長的窗口會(huì)保留部分幅值較小的小損傷信號(hào)片段。
采用一個(gè)合適的窗的尺寸對載荷譜進(jìn)行編輯，能得到時(shí)間短且頻域信息保持良好的編輯載荷譜。目前在載荷編輯時(shí)，窗尺寸的設(shè)置多是基于經(jīng)驗(yàn)，且針對不同的載荷，所設(shè)置窗的尺寸也不同，沒有一個(gè)普適于各種載荷譜的窗的尺寸。



2、頻域方法
為了克服時(shí)域內(nèi)載荷譜編輯方法的缺陷，提出頻域內(nèi)的載荷譜編輯方法?？紤]到信號(hào)的損傷量通常與幅值成正比例關(guān)系，對于信號(hào)中幅值變化較大的部分，可以利用時(shí)頻分析工具（小波變換）進(jìn)行有效的識(shí)別。
基于小波變換的載荷譜編輯方法，主要原理在于識(shí)別與保留信號(hào)中對零件損傷貢獻(xiàn)大的部分，通過對比信號(hào)縮減前后的統(tǒng)計(jì)參數(shù)（均方根，峰值系數(shù)）來確定最終的縮減信號(hào)。
2.1小波變換
小波變換的實(shí)質(zhì)是將小波函數(shù)進(jìn)行平移和尺度變換后，與待分析信號(hào) x（t） 進(jìn)行內(nèi)積運(yùn)算。定義連續(xù)小波變換式中，稱為a＞0尺度因子，τ反映平移的參數(shù)；Φ（t）為母小波函數(shù)，Φ*（.）為小波函數(shù)共軛復(fù)函數(shù)。利用小波函數(shù)對目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分解，得到的小波系數(shù)越大，說明原信號(hào)與小波函數(shù)越相似，信號(hào)在該處的幅值就越大，對零件損傷貢獻(xiàn)越大。
小波函數(shù)是一個(gè)在有限時(shí)間段內(nèi)具有較大幅值，其它時(shí)間段內(nèi)衰減為零的函數(shù)。小波函數(shù)Φ（t）的種類繁多，但需要選擇對幅值變化敏感的小波函數(shù)。比較典型的小波函數(shù)有Daubechies小波函數(shù)(dbN)、Meyer小波函數(shù)以及Morelt小波函數(shù)。
2.2 基于小波變換的載荷譜編輯方法
利用小波函數(shù)對載荷譜進(jìn)行分解，得到高頻和低頻下的小波系數(shù)，對高頻小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，得到不同尺度下的高頻小波分量，對所有尺度下的高頻小波分量設(shè)置閾值，通過定位所有小波分量中大于閾值部分的時(shí)間軸，對應(yīng)到原始信號(hào)中的時(shí)間軸即可獲取需要保留的信號(hào)片段，將所有信號(hào)片段拼接即可得到壓縮信號(hào)?；谛〔ㄗ儞Q的信號(hào)編輯流程圖見圖2。
綜上，基于小波變換的載荷編輯算法，其核心部分是對零件載荷時(shí)間歷程中的損傷片段的識(shí)別，主要通過對小波分量實(shí)現(xiàn)。對于損傷片段的提取，采用了包絡(luò)線提取法，避免信號(hào)的頻率成分改變。
采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)(均方根、峭度系數(shù))來確定最終的縮減載荷，因?yàn)榫礁鶠榻y(tǒng)計(jì)二階矩，能夠衡量隨機(jī)信號(hào)所含的平均能量的物理量；峭度系數(shù)為統(tǒng)計(jì)四階矩，屬無量綱幅值域參數(shù)，表征概率密度分布曲線在平均值處峰值高低的特征數(shù)。當(dāng)保證統(tǒng)計(jì)參數(shù)(均方根、峭度系數(shù))誤差的前提下，載荷的損傷量得到很好地保留。



圖2 基于小波變換的信號(hào)編輯流程圖