GMM模型下的非高斯激励频域损伤计算与试验验证

作者：徐阳; 阳光武^*; 陈宽裕; 肖守讷

来源：机械强度, 2023, 45(04): 955-961.

DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2023.04.027

• 高斯混合模型
• 非高斯激励
• 频域计算
• 随机振动

为了研究非高斯激励的频域计算方法，介绍了高斯混合模型(Gaussian Mixture Model, GMM),通过GMM模型将实测的非高斯激励转换成概率功率谱(Probabilistic Power Spectrum, PPSD),以此将非高斯激励引入频域。运用仿真和GMM-Dirlik模型获得对应的非高斯雨流分布，计算出试件的损伤；同时按照高斯假设，将激励直接转换成功率谱密度(Power Spectral Density, PSD)进行损伤的计算。然后，对试件进行了台架试验，获得了试件的应力响应，通过雨流计数获得应力范围雨流分布，计算出试件的损伤。将试验结果与仿真结果进行对比后发现，GMM-Dirlik模型得出的结果与试验相对误差为10.8%,而高斯假设得到的结果与试验相对误差较大，为45.3%,进一步说明了用高斯假设评估非高斯激励损伤的危险性。最后，对比非高斯激励和高斯分布概率密度函数的区别，解释了实测应力雨流分布在中间应力等级处出现下凹的现象，以及非高斯激励相对于高斯激励损伤变大的原因。

• 单位
  西南交通大学