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上一篇文章《振动疲劳试验（三）时域耐久（上）》介绍了基于时域的振动疲劳试验中通常涉及的各类车辆的试验样件和通过试验样件大小如何选取合适的液压振动台以及如何通过降成本的方式搭建自己的多自由度液压振动台。在这里为了开展一个时域振动疲劳耐久试验前期需要道路载荷谱采集，道路载荷谱的分析与编辑，台架时间的预评估，台架上传递函数的测量，加速度信号的模拟和迭代，确定台架时间及执行耐久性试验等一系列活动。 第一步：道路载荷谱采集。 这里的载荷数据指的可能是力信号，应力信号，位移信号，加速度信号，扭矩信号，转速信号，压力信号，角度信号等，尤其是力信号，需要前期将待测部分从整车拆卸下来，粘贴应变片，台架上进行力信号的标定，相对麻烦一些。根据不同的台架试验上需要，测量不同的载荷信号。这里进行采集活动并不是在用户路面上进行采集，而是在试验场内进行，因为大前提是已经建立好了用户与试验场的关联，当然，关联过程中是要应用概率分布理论的，如下图1的关联过程。
图1 用户使用与试验场关联 我们拿着装好相应传感器和数据采集器的车辆需要按照之前关联数据制定试验场采集数据规范，即不同的特征路面采集多少数据。具体到数据采集，采集器的软件设置是很重要的，一般我们设置的采样率要远大于我们关心的频率，但是采样率过高的话，数据占内存比较大，太小的话，容易导致关心的频率采集不到，建议直接设置512Hz采样率，对液压台架早就满足需要了，后期可以重采样等。设置的量程不能太大，容易导致信噪比不好，量程太小我们容易使正常信号丢失，建议先按照以往的经验先直接设置好，然后在最恶劣的特征路面上跑车预采集一下，然后做相应的再修改。关于司机的定义，个人认为找一位司机按照既定的规程分别跑三次和找三位司机按照既定的规程分别跑一次都行。
图2 试验场特征路面 第二步：载荷谱的分析与编辑 当我们拿到道路载荷数据的时候应当仔细的阅读时域数据，观察当前的数据是不是正确的数据，出现的一些大峰值是否是合理数据；有毛刺信号的话要进行去毛刺处理，即检测毛刺信号的斜率，预设置一个大的斜率门槛，让软件自动选择，根据选择的效果修改设置的斜率门槛值直到所有的毛刺信号全部选中；如果数据有整体漂移，这时候需要去漂移，通常有两种途径，一种是高通滤波，如果我们只看漂移的趋势曲线，那么它的周期是一个很长的量，对应的频率是个极低的数值，可直接在高通滤波器红设置一个极低的数值进行高通滤波，另一种方法是去掉动态均值的方法，将数据分成一些列片段，计算每个片段的均值，然后将每个片段的数据减去这个均值，即可得到去漂移之后的数据；然后就是简单的校验数据的有效性，因为我们采集的大部分信号都是对称的信号，往往测点都是对称的，这时候需要检查对称数据的时域，频域，幅值域和雨流域，如果数据在各个域上表现出相似的特征，那么可以认为数据是有效地。 关于数据的具体编辑，台架试验毕竟是时域上加速的台架试验，就要求我们要把无损伤的片段删掉，甚至将低损伤的片段直接删除掉，当然，最开始将过度路面的数据删掉，有些机构仅做到这一步的数据编辑，虽然很合理，毕竟试验场相对于用户，已经是加速了的，但是这样的话相当于我们的试验样件在台架上跑试验场，同样需要的时间也是很长的，如下图3，我们需要在试验室内几百小时验证用户使用好几年的情况。
图3 各种验证方式时间长度不同 这时需要在此基础上继续删除小信号数据，如果有应力信号作为参考的话，可以直接根据S-N曲线删除转折点以下对应的时域数据。关于小信号删除的方法，如果我们查看网上资料或者某些软件代理商讲解，会有很多种方法，本人认为手动删除是做靠谱的方法，至少你知道删除了哪部分数据，属于在你自己定义的游戏规则操作的。 第三步：台架时间的预评估 这一步是检测你删除数据到什么程度了，如果删的太多，那么信号会失真太严重，可能对应的台架时间极短，例如一个小时就做完了，这是不合理的，信号删的太少会导致台架时间过长，体现不出台架加速试验的优势。总体原则还是目测时域数据，整体上认为小信号都删的较干净就可以了，但是这需要大量实践经验才会促成你准确的进行判断。 时间的预评估基本思路就是按照单位时间相对损伤的原理机型的，假定一个固定的斜线为材料的S-N曲线，计算删除小信号之后的剩余数据的单位时间伪损伤，然后计算删数据之前的单位时间伪损伤，计算两个伪损伤的比值，然后根据寿命要求即可初步判定台架时间，这里仅仅是初步判定的原因是我们还不知道我们稍后数据模拟的精度如何。 第四步：频响函数的测量 进行这一步需要将测试件固定在试验台上，给试验台的一个白噪声信号，然后试验台播放这个白噪声信号，采集试验样件上的响应信号，这时候软件会自动计算系统频响函数曲线，如果对第一次得出的频响曲线不是很有信心的话，可以多试几套参数，得出多套频响曲线，选择最好的频响函数曲线用于接下来的使用。
图4 计算频响函数矩阵 第五步：信号的模拟和迭代 我们得到系统的频响曲线后，试验台软件可自动计算频响函数的逆矩阵，因为我们给试验台提供的是响应信号，试验台最终目的是生成一套内部的激励信号，播放这个激励信号后产生的响应信号和我们提供的编辑之后的载荷信号在时域和频域上是一致的。软件会根据我们提供的编辑之后的信号结合频响函数的逆矩阵，生成一个很小的激励信号，然后播放这个很小的激励信号，这时候会产生一个很小的响应信号，如果我们把这个很小的响应信号和提供的编辑之后的路谱放在一起，发现这两个通道的时域数据趋势基本一致，就是幅值大小不一致，功率谱密度曲线也是这个样子，然后试验台软件根据这俩通道数据的差值，在计算一个稍大点的激励信号，在进行如上所述的重复，经过很多轮较量之后，最后的一步播放的激励信号产生的响应信号的曲线应该和我们最开始提供的编辑之后的路谱一致，这样才算是一个程度的模拟与迭代。 第六步：确定台架时间及执行耐久试验 我们把最后一步我们满意的响应信号计算伪损伤再和之前的伪损伤进行比较，得出最终版的台架时间，但是这时候一般寿命要求是多少小时多少失效率，根据具体的概率分布计算真正的台架时间，要远大于寿命要求对应的台架时间，因为我们只有那么一两个样件，成本的考虑不可能很多样件，无法在台架上应用很多样件去验证这个失效率，要想验证处失效率只能是延长台架时间了。
图5. 执行耐久试验 这篇文章相对具体的介绍了振动台模拟道路数据的基本过程，包含道路载荷谱采集，道路载荷谱的分析与编辑，台架时间的预评估，台架上传递函数的测量，加速度信号的模拟和迭代，确定台架时间及执行耐久性试验，每一步都有大量工作要做，整体上完整的执行下来是一项大工程，需要相对较大的投入，但是这样大大缩短了我们验证某个产品的时间，真正实现了试验室的加速道路模拟试验。
图6. 时域振动疲劳试验过程 Speed Sketch 完美草图快速表达五步法2-1 |
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