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RainflowMatrix (FPScript)

21.09.2021

Ermittelt die Rainflow-Matrix zu einem Datensatz.

Syntax

RainflowMatrix(DataSet, ClassLimits, Hysteresis, Options)

 

Die Syntax der RainflowMatrix-Funktion besteht aus folgenden Teilen:

Teil

Beschreibung

DataSet

Der Datensatz, zu dem eine Rainflow-Matrix ermittelt werden soll.

Erlaubte Datenstrukturen sind Datenreihe und Signal. Es sind alle reellen Datentypen erlaubt.

Ist das Argument eine Liste, dann wird die Funktion für jedes Element der Liste ausgeführt und das Ergebnis ist ebenfalls eine Liste.

ClassLimits

Enthält eine Datenreihe, die die Klassengrenzen für die Zählung enthält. Wenn ClassLimits n Werte enthält, werden damit n-1 geschlossene Klassen festgelegt. Der erste bzw. letzte Wert in ClassLimits liefert die unterste bzw. die oberste Begrenzung der Klasseneinteilung. Werte, die außerhalb liegen, werden nicht klassiert.

Erlaubte Datenstrukturen sind Datenreihe. Es sind alle reellen Datentypen erlaubt. Die Einheit muss mit der von Parameter DataSet kompatibel sein.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Hysteresis

Gibt eine Hysterese (Bereichsfilter) an, welche zur Ausblendung kleiner Lastwechsel um eine Klassengrenze führt. Es werden nur die Übergänge klassiert, bei denen der Absolutbetrag mindestens so groß wie die Hysterese ist.

Erlaubte Datenstrukturen sind Einzelwert. Es sind alle reellen Datentypen erlaubt. Die Einheit muss mit der von Parameter DataSet kompatibel sein.

Der Wert muss größer gleich 0 sein.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Options

Wählt diverse Ausgabeoptionen für die Rainflow-Matrix.

Das Argument Options kann folgende Werte haben:

Konstante

Bedeutung

EXCLUDE_RESIDUE

Das Residuum wird nicht in die Matrix eingeschlossen.

INCLUDE_PARTIAL_RESIDUE

Falls das Residuum in der Mitte eine geschlossene Hysterese "a-b-a" enthält, wird diese in die Matrix aufgenommen.

INCLUDE_RESIDUE

Das Residuum wird in die Matrix eingeschlossen [1].

INCLUDE_HALFCYLCES_RESIDUE

Die Halbzyklen des Residuums werden mit halber Gewichtung in die Matrix aufgenommen [2].

+ COUNT_RANGEMEAN

Wenn Sie diese Konstante addieren, wird die Matrix in der Spanne-Mittelwert-Form ausgegeben. Die X-Komponente enthält dann die Untergrenzen der Spannenklassen und die Z-Komponente die Mitten der Mittelwertklassen. Es werden die geschlossenen Hysteresen einfach gezählt. Ansonsten wird die Matrix in der "von-nach"-Form ausgegeben. Die X-Komponente enthält dann die Mitten der "von"-Klassen und die Z-Komponente die Mitten der "nach"-Klassen. Jede geschlossene Hysterese wird als ein Übergang "von"->"nach" und ein Übergang "nach"->"von" gezählt.

+ COUNT_ASYMMETRIC

Wenn Sie diese Konstante addieren, werden die Spannenpaare nur einfach an der Position "von"->"nach" gezählt. Es ergibt sich eine asymmetrische Matrix, welche die positiven und negativen Spannenpaare differenziert darstellt. Ansonsten wird jedes Spannenpaar doppelt, also an den Positionen "von"->"nach" und "nach"->"von" gezählt. Die Matrix ist dann symmetrisch und ihre Zählsumme ist doppelt so hoch. Die asymmetrische Matrix kann in die symmetrische übergeführt werden, indem ihre transponierte Matrix aufaddiert wird.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Anmerkungen

Wenn DataSet als Datenreihe angegeben wurde, ist das Ergebnis eine Datenmatrix von 64-Bit Ganzzahlwerten mit der Rainflow-Matrix. Die Zeilen der Matrix entsprechen den "von"-Klassen bzw. den Spannenklassen der Übergänge und die Spalten den "nach"-Klassen bzw. den Mittelwertklassen.

Wenn DataSet als Signal angegeben wurde, ist das Ergebnis eine Signalreihe mit Z-Komponente, deren X- und Z-Komponente die aus Klassengrenzen resultierenden Klassenmitten bzw. die Spannen- und Mittelwertklassen enthalten.

Zum Einrechnen des Residuum in die Matrix wird ein besonders ausgewogenes Verfahren verwendet. Hierbei wird das Residuum am höchsten Punkt zerteilt und die beiden Hälften in umgekehrter Reihenfolge aneinander gehängt. Diese Folge erfüllt dann den Algorithmus und wird in die Matrix eingerechnet [1].

Verfügbarkeit

Option Klassierung

Beispiele

RainflowMatrix(Signal(DataSet, 1), (11., Minimum(DataSet), Range(DataSet) / 10.), _
Range(DataSet) / 10. * 0.01, EXCLUDE_RESIDUE)

Berechnet die Rainflow-Matrix der Datenreihe 'DataSet' (siehe Beispiel MarkovMatrix) bei 10 gleich großen Klassen.

RainflowMatrix(Signal(DataSet, 1), (11., Minimum(DataSet), Range(DataSet) / 10.), _
Range(DataSet) / 10. * 0.01, EXCLUDE_RESIDUE + COUNT_ASYMMETRIC)

Berechnet die asymmetrische Rainflow-Matrix der Datenreihe 'DataSet' bei 10 gleich großen Klassen.

Siehe auch

LevelCrossingCount-Funktion

MarkovMatrix-Funktion

PeakCount-Funktion

RangeCount-Funktion

Option Klassierung

Analyseobjekt Klassierungsmatrix

Literatur

[1] J.B. de Jonge: Counting Methods for the Analysis of Load Time Histories. In: NLR Memorandum SB-80-106 U. 1980.

[2] : Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis. In: ASTM E1049-85(2017). ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017,2017.

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