一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法

摘要

本发明提出了一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法，通过借助构建的数据库对未来可能发生循环计数抖动现象的数据点和其对应的循环值进行暂存，一旦数据出现抖动现象，可对循环计数结果进行修正，避免了循环计数的抖动现象；本方法对结构载荷数据处理时首先读取前两个数据点A和B，再按照A B，分两种情况给出了对第3个数据点以后编号为奇数的数据点K和编号为偶数的数据点L的计数方法。本方法在不需要对载荷历程数据顺序进行调整、不漏掉任何数据点的前提下，可以实时处理包括“发散收敛波”在内的全部载荷历程数据；且循环计数结果不受未来数据的影响，避免了循环计数的抖动现象，且计数结果更加精确、计算效率高。

权利要求

1.一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建用于存储结构载荷数据的数据库，初始化该数据库和循环计数结果均为空集；

将已有结构载荷数据中的前两个结构载荷数据分别定义为数据点A和数据点B，并将这两个数据点存入数据库中；将已有结构载荷数据中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，并在循环计数结果中添加一个循环|I‑J|；进行如下判断：若满足AB，则进入步骤

5)，此时数据点I为极大值、数据点J为极小值；

2)读取下一个极小值数据点，并将其定义为数据点K；对数据点K进行如下判断：若数据点K大于当前数据库中的上一个极小值I或当前数据库中没有更早的极小值，则将数据点K存入数据库，并执行步骤3)；

若满足数据点KI是否成立，若不成立，则继续删去重新定义的数据点I和J，不断重复此过程，直到数据点K>I成立或数据库中没有记录任何结构载荷数据时为止，将数据点K存入数据库，执行步骤3)；

3)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则读取下一个极大值数据点，并将其定义为L，对该数据点L进行如下判断：若满足数据点L小于当前数据库中的上一个极大值J或数据库中没有更早的极大值，则将数据点L存入数据库，并在循环计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤4)；

若满足L>J，对于第一次执行步骤3)的情况，则在计数结果中删除步骤1)中记录的循环|I‑J|；对于不是第一次执行步骤3)的情况，删去上一次循环中执行步骤3)时记录的循环|I‑J|；删去循环|I‑J|后，再添加一个循环|J‑K|，并在数据库中删除数据点J和K，将当前数据库中的数据点I定义为数据点K，并将该数据点K的上一个极小值和极大值分别定义为数据点I和J或者，若数据库中在该数据点K之前已经没有其他结构载荷数据，则数据点I和J暂时不指向任何结构载荷数据；按照上述步骤不断对数据点L进行判断，直到满足数据点L小于当前数据库中上一个极大值或没有更早的极大值时为止，将数据点L存入数据库，并将此时数据库中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，并在循环计数结果中添加一个循环|I‑J|，执行步骤4)；

4)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的数据点到来，则返回步骤2)；

5)读取下一个极大值数据点，并将其定义为数据点K，对数据点K进行如下判断：若数据点K小于当前数据库中的上一个极大值I或当前数据库中没有更早的极大值，则将数据点K存入数据库，并执行步骤6)；

若满足数据点K>I，则将当前数据库中的数据点I和J删除，并重新将当前数据库中现存的倒数第二个结构载荷数据和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，当删除数据点I和J后数据库中无结构载荷数据时，重新定义的数据点I和数据点J不指向任何数据，进一步判断K

6)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则读取下一个极小值数据点，并将其定义为L，对该数据点L进行如下判断：若满足数据点L大于当前数据库中的上一个极小值J或当前数据库中没有更早的极小值，则将数据点L存入数据库，并在循环计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤7)；

若满足L

7)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则回到步骤5)。

说明书

一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法

技术领域

[0001] 本发明涉及结构载荷历程数据处理、循环计数和数据存储技术领域，特别涉及一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动的实时雨流计数方法。

背景技术

[0002] 承受循环载荷的结构，在反复加载和卸载作用下，即使结构内应力水平远低于材料的许用应力，当载荷的循环次数足够多时，结构仍然会发生疲劳破坏。与结构的强度破坏
不同，在结构投入使用初期，无法预测结构何时将发生失效，疲劳破坏的发生往往需要结构
运行一段时间(甚至很长时间)。而且，结构发生疲劳失效之前，材料性能已经明显劣化，甚
至产生了疲劳裂纹，应力或应变在材料局部有很强的集中效应，这使得疲劳破坏的发生往
往比较突然。结构发生疲劳损伤与结构在整个服役寿命过程中的多个因素有关，如热载荷、
机械载荷以及偶然发生的突加载荷等，这都导致结构疲劳分析的极端复杂性。

[0003] 在工程实际中，结构进行疲劳分析的步骤为：(1)对结构在整个服役寿命期间载荷随时间的变化历程进行记录；(2)使用循环计数方法，将载荷历程转变为可供疲劳分析的载
荷循环幅值和对应的循环次数；(3)通过材料的载荷幅值‑疲劳破坏循环次数实验结果，得
到结构的损伤值以及剩余疲劳寿命。

[0004] 随着通信技术的发展，结构的监测数据可以实时收集，对载荷历程的计数结果也可以实时地处理为结构的疲劳分析结果。因此，疲劳分析方法的准确性和实时性，就取决于
循环计数方法是否准确，是否可以对载荷历程进行实时处理。

[0005] 在疲劳分析方法的发展史上，工程中应用过的循环计数方法有：交叉计数法、峰值计数法、简单的范围计数法、范围对计数法、最大最小计数法和雨流计数法等。在我国即将
颁布的压力容器国家标准中，推荐使用的循环计数方法有：最大最小计数法和雨流计数法。

[0006] 对于同一载荷历程，采用不同的循环计数方法，得到的计数结果略有差异。其中，雨流计数法最早在1968年由日本学者Matsuishi和Endo提出，计数的规则是基于材料的应
力应变行为制定的，具体来说，雨流计数法对材料在循环载荷作用下形成的迟滞回线中的
封闭曲线进行计数。如图1、2中(a)、(b)所示的两种载荷历程数据基本类型及其对应的应力
应变迟滞回线，结构对应的应力应变σ‑ε曲线均形成了一个封闭的迟滞回线，迟滞回线的范
围为载荷点B和载荷点C之间的范围，即|B‑C|，这两种基本类型，均记录为1个循环。这一计
数规则赋予了雨流计数法物理意义，其计数结果用于疲劳分析后得到了更好的预测准确
度，此后逐渐在工程界广泛推广，成为当今疲劳分析中应用范围最为广泛的循环计数方法。

[0007] 雨流计数法在使用过程中，也在不断发展和变化。比如，雨流计数法对于某些特定的载荷历程，如幅值越来越小的“收敛波”，计半个循环。在材料的疲劳实验中是以加卸载成
对出现的整个循环为单位进行的，而半循环不具有明确的物理意义，仅仅作为数值手段引
入现有的雨流计数方法。在工程中，为了尽可能地将半循环两两配对，以一个循环为单位进
行计数，上世纪60年代，全封闭式计数模型发展起来。这种模型的特点是计数前需要对载荷
历程数据重新调整，使载荷历程数据从最大峰值(或最低谷值)开始和结束，一个调整的例
子如图3所示。图3中(a)显示了由载荷历程数据点A‑J形成的幅值先增加后减小的“发散收
敛波”，找出载荷历程数据中的最大值点F；在数据点F处将载荷数据为两部分，第一部分为
载荷点A‑F，第二部分为载荷点F‑J；将第二部分载荷数据移至第一部分载荷数据之前并重
新组合，形成新的载荷历程，即由数据点序列F‑G‑…‑J‑A‑B‑…‑F组成的载荷历程，如图3
(b)所示。对于图3(c)所示的“发散收敛波”，与图3(a)相比，新增加了一个载荷数据极小值
点K；利用与图3(b)同样的调整顺序，在载荷历程数据中最大值点F处将载荷数据分为两部
分，交换顺序后重新组合后如图3(d)所示。这样的调整，保证了调整后的载荷历程数据对应
的材料的应力应变曲线是封闭的，进一步采用雨流计数法计数时，避免了半循环的出现。但
是，新增加的数据点K刚好处于J‑A的卸载阶段中间，按照载荷数据只包含峰谷值的约定，载
荷数据点K会被忽略，即全封闭计数模型在调整载荷数据顺序时，循环计数过程中会出现的
漏记某个载荷数据点的情况。因此，全封闭式计数模型存在如下缺点：(1)计数前的调整需
要保证在计数前就获得全部的载荷历程数据，这使得计数方法失去了实时性；(2)在调整载
荷数据时，有时会出现某些载荷点被漏记的情况，如图3的(c)中新来的载荷数据点K在调整
载荷数据的顺序时，就会出现如图3的(d)中所示的被忽略掉的情况。

[0008] 此外，全封闭式计数模型在计数时，若取某一时刻收集到的载荷历程数据中的最大波峰或最小波谷值进行处理，由于无法保证该最大或最小值是整个载荷历程中的最大或
最小值，在加载过程中当出现了更大或更小的载荷数据时，会导致很多循环的记录出现错
误，即循环计数结果受到未来数据的影响，简称循环计数的抖动现象。具体例子如下：

[0009] 设有图4中(a)所示的一个“发散波”，全封闭式计数模型对图4中(a)所示的载荷历程数据进行处理后得到了如图4中(b)所示的载荷谱。对图4中(b)所示载荷谱计数可得幅值
分别为|A‑B|，|C‑D|和|E‑F|的循环各1个。设新的数据点G、H到来之后，图4中(a)的载荷历
程数据更新为图4中(c)所示的载荷历程数据，同样使用全封闭式计数模型对图4中(c)的载
荷历程数据进行处理，得到如图4中(d)所示载荷谱。从图4的(d)中可以推导得到幅值为|H‑
A|、|B‑C|、|D‑E|和|F‑G|的循环各1个。对比图4中(b)发现，此时按照雨流计数法的计数规
则，不仅循环数量增加了一个，而且每一个循环都与图4中(b)不同，导致之前记录的循环有
误，需要重新计数。这一现象说明按照局部最大最小值进行载荷谱调整无法准确记录循环，
会发生循环计数的抖动现象。

[0010] 为了解决实时性问题，现有的研究对雨流计数法进行了改进，核心思路就是将载荷历程数据分两步进行计数处理，第一步是对传统雨流计数法中可以计整循环的数据进行
计数操作，并标记那些无法记为整循环的数据点，这些数据点组成的载荷历程将形成“发散
收敛波”。第二步是按照全封闭式计数模型进行调整，再对这些数据单独计数。这种处理方
法虽然避免了雨流计数法记录半循环的情况，又能一定程度实现较为准确的实时计数功
能，但是，载荷历程数据中的“发散收敛波”仍无法实时处理。

[0011] 综上所述，亟需一种可以克服循环记录中抖动现象的实时雨流计数方法。

发明内容

[0012] 针对现有技术无法实现实时性、循环计数时出现抖动现象的问题，本发明给出了一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法，为改进的雨流计数法，本发明方
法可以准确、实时地对结构的载荷历程数据进行循环计数处理，将其转变为一系列循环幅
值和对应的循环次数。

[0013] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0014] 本发明提出的一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0015] 1)构建用于存储结构载荷数据的数据库，初始化该数据库和循环计数结果均为空集；将已有结构载荷数据中的前两个结构载荷数据分别定义为数据点A和数据点B，并将这
两个数据点存入数据库中；将已有结构载荷数据中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据
分别定义为数据点I和数据点J，并在循环计数结果中添加一个循环|I‑J|；进行如下判断：
若满足AB，则进入步
骤5)，此时数据点I为极大值、数据点J为极小值；

[0016] 2)读取下一个极小值数据点，并将其定义为数据点K；对数据点K进行如下判断：

[0017] 若数据点K大于当前数据库中的上一个极小值I或当前数据库中没有更早的极小值，则将数据点K存入数据库，并执行步骤3)；

[0018] 若满足数据点K删除数据点I和J后数据库中无结构载荷数据时，重新定义的数据点I和数据点J不指向任何
数据，进一步判断K>I是否成立，若不成立，则继续删去重新定义的数据点I和J，不断重复此
过程，直到数据点K>I成立或数据库中没有记录任何结构载荷数据时为止，将数据点K存入
数据库，执行步骤3)；

[0019] 3)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则读取下一个极大值数据点，并
将其定义为L，对该数据点L进行如下判断：

[0020] 若满足数据点L小于当前数据库中的上一个极大值J或数据库中没有更早的极大值，则将数据点L存入数据库，并在循环计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤4)；

[0021] 若满足L>J，对于第一次执行步骤3)的情况，则在计数结果中删除步骤1)中记录的循环|I‑J|；对于不是第一次执行步骤3)的情况，删去上一次循环中执行步骤3)时记录的循
环|I‑J|；删去循环|I‑J|后，再添加一个循环|J‑K|，并在数据库中删除数据点J和K，将当前
数据库中的数据点I定义为数据点K，并将该数据点K的上一个极小值和极大值分别定义为
数据点I和J或者，若数据库中在该数据点K之前已经没有其他结构载荷数据，则数据点I和J
暂时不指向任何结构载荷数据；按照上述步骤不断对数据点L进行判断，直到满足数据点L
小于当前数据库中上一个极大值或没有更早的极大值时为止，将数据点L存入数据库，并将
此时数据库中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，并在
循环计数结果中添加一个循环|I‑J|，执行步骤4)；

[0022] 4)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的数据点到来，则返回步骤2)；

[0023] 5)读取下一个极大值数据点，并将其定义为数据点K，对数据点K进行如下判断：

[0024] 若数据点K小于当前数据库中的上一个极大值I或当前数据库中没有更早的极大值，则将数据点K存入数据库，并执行步骤6)；

[0025] 若满足数据点K>I，则将当前数据库中的数据点I和J删除，并重新将当前数据库中现存的倒数第二个结构载荷数据和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，
当删除数据点I和J后数据库中无结构载荷数据时，重新定义的数据点I和数据点J不指向任
何数据，进一步判断K此过程，直到数据点K据库，执行步骤6)；

[0026] 6)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则读取下一个极小值数据点，并
将其定义为L，对该数据点L进行如下判断：

[0027] 若满足数据点L大于当前数据库中的上一个极小值J或当前数据库中没有更早的极小值，则将数据点L存入数据库，并在循环计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤7)；

[0028] 若满足L环|I‑J|；删去循环|I‑J|后，再添加一个循环|J‑K|，并在数据库中删除数据点J和K，将数据
库中的数据点I定义为数据点K，并将该数据点K点的上一个极大值和极小值分别定义为数
据点I和J，或者若数据库中在该数据点K点之前已经没有其他结构载荷数据，则数据点I和J
暂时不指向任何结构载荷数据；按照上述步骤不断对数据点L进行判断，直到满足数据点L
大于当前数据库中上一个极小值或没有更早的极小值时为止，将数据点L存入数据库，并将
此时数据库中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和J，并在循环计
数结果中添加一个循环|I‑J|，执行步骤7)；

[0029] 7)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，则输出循环计数结果，结束循环计数过程；若有新的结构载荷数据到来，则回到步骤5)。

[0030] 本发明具有如下特点及有益效果：

[0031] 1、本发明方法可以对实时收集的载荷历程数据的全部数据点实现实时计数处理；

[0032] 2、本发明方法在进行循环计数时，是以整个循环为单位进行计数的，计数结果中不存在半循环，计数结果与应力应变曲线的封闭的迟滞回线相对应，具有明确的物理意义；

[0033] 3、采用本发明方法计数，无需对载荷历程数据的顺序进行调整，保证计数过程符合结构的真实加卸载历史；

[0034] 4、采用本发明方法计数，不会漏掉任何载荷数据点，计数结果更加准确；同时，本发明方法在不打断载荷历程数据的情况下就能完成计数功能，避免了打断载荷数据进行计
数带来的误差；

[0035] 5、本发明方法借助构建的数据库对未来可能发生循环计数抖动现象的数据点和其对应的循环值进行暂存，一旦数据出现抖动现象，可对循环计数结果进行修正，避免了循
环计数的抖动现象，具体地，当结构载荷数据满足幅值越来越小的收敛波时，将其暂时记录
到数据库中，若判断数据库中记录的结构载荷数据不会出现循环计数的抖动现象时，则将
其从数据库中删去。每一个数据点至多进行一次修正，这一修正操作随着数据量的增加，总
处理时间增加的速度也仅为线性，大大降低了程序CPU占用和磁盘I/O访问压力，能够显著
提升疲劳分析程序的运行效率；

[0036] 6、采用本发明提供的雨流计数方法，便于定制实时、准确的疲劳分析方法，可大大提升疲劳程序的运行效率和人机交互体验。

附图说明

[0037] 图1的(a)、(b)分别为现有雨流计数方法中计全循环的第一类载荷数据类型及其对应的应力应变迟滞回线。

[0038] 图2的(a)、(b)分别为现有雨流计数方法中计全循环的第二类载荷数据类型及其对应的应力应变迟滞回线。

[0039] 图3的(a)、(b)分别为利用现有的全封闭式计数模型对由载荷数据点A‑J形成的满足“发散收敛波”特征的载荷数据调整前后的示意图；图3的(c)、(d)分别为利用现有的全封
闭式计数模型对由载荷数据点A‑K形成的满足“发散收敛波”特征的载荷数据调整前后的示
意图。

[0040] 图4的(a)、(b)分别为利用现有的全封闭式计数模型对由载荷数据点A‑F形成的满足“发散波”特征的载荷数据调整前后的示意图；图4的(c)、(d)分别为利用现有的全封闭式
计数模型对由载荷数据点A‑H形成的满足“发散波”特征的载荷数据调整前后的示意图。

[0041] 图5为本发明提出的一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法的流程框图。

[0042] 图6为本发明方法中当数据点A数据点L对载荷谱波形的影响。

[0043] 图7为本发明方法中当数据点A>B时对收敛波的分类处理；其中，图7的(a)、(b)所示分别为不同的新增数据点K对载荷谱波形的影响；图7的(c)、(d)所示分别为不同的新增
数据点L对载荷谱波形的影响。

具体实施方式

[0044] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，
并不限定本发明的保护范围。

[0045] 为了更好地理解本发明，以下详细阐述本发明提出的一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法的应用实例。

[0046] 本发明实施例的一种用于结构疲劳寿命分析的无抖动实时雨流计数方法，其整体流程参见图5，本发明方法在对结构载荷数据进行处理时首先读取前两个数据点A和B，再按
照AB，分两种情况给出了对第3个数据点以后编号为奇数的数据点K和编号为偶数的
数据点L的计数方法，具体包括以下步骤：

[0047] 1)构建一个用于存储结构载荷数据经雨流计数方法计数处理后得到的收敛波的数据库。初始化数据库和循环计数结果均为空集，将已有结构载荷数据中按时间先后排序
的前两个结构载荷数据分别定义为数据点A和数据点B，并将这两个数据点存入数据库中。
将已有结构载荷数据中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据
点J，并在循环计数结果中添加一个循环|I‑J|。此时，数据库中数据点I和数据点J分别对应
数据点A和数据点B。判断数据点A和数据点B是否满足A数据点I为极小值、数据点J为极大值，若满足A>B，则进入步骤5)，此时数据点I为极大值、数
据点J为极小值。

[0048] 2)根据结构载荷数据只包含峰谷值的要求，读取下一个极小值数据点，并将其定义为数据点K。对数据点K进行如下判断：若数据点K大于当前数据库中的上一个极小值I或
当前数据库中没有更早的极小值，此时新读取的数据点K与数据库中已存储的结构载荷数
据之间仍满足收敛波的特征，如图6中(a)所示(数据处理过程中，图6所示数据库中记录的
数据点I之前不一定存在结构载荷数据，为了方便理解将数据点I之前的结构载荷数据，即
图6中未标注的结构载荷数据示意在图中，余同)，将数据点K存入数据库，并执行步骤3)。若
数据点K坏，如图6中(b)所示，已经记录的循环|I‑J|并没有发生循环计数的抖动现象，故将当前数
据库中的数据点I和J删除。此时，重新将当前数据库中现存的倒数第二个结构载荷数据和
最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，继续判断K>I是否成立，若不成立，
继续删去刚刚定义的数据点I和J，不断重复此过程，直到数据点K>I成立或数据库中没有记
录任何结构载荷数据时为止，将数据点K存入数据库，执行步骤3)。需要说明的是，当数据库
中没有记录任何结构载荷数据时数据点I和J暂时不指向任何数据点。

[0049] 3)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，不再有新的数据到来(有新的数据但是还未到来的情况除外)，输出循环计数结果，结束循环计数过程。若
有新的结构载荷数据到来，则根据结构载荷数据只包含峰谷值的要求，读取下一个极大值
数据点，并将其定义为L。对数据点L进行如下判断：若满足数据点L小于当前数据库中的上
一个极大值J或数据库中没有更早的极大值，此时新读取的数据点L与数据库中已存储的结
构载荷数据之间仍满足收敛波的特征，如图6中(c)所示，将数据点L存入数据库，并在循环
计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤4)。若满足L>J，即数据点L大于数据库中的上一
个极大值J，此时数据点L和数据库中已经存储的结构载荷数据形成的收敛波特征被破坏，
如图6中(d)所示。此时，按照传统雨流计数法的计数规则，应记录一个循环|J‑K|，而本发明
步骤1)或上一个循环的步骤3)中记录的循环是|I‑J|，此时发生了循环计数结果的抖动现
象，需要进行如下处理：对于第一次执行步骤3)的情况，需要在计数结果中删除步骤1)中记
录的循环|I‑J|；对于不是第一次执行步骤3)的情况，需要删去上一次循环中执行步骤3)时
记录的循环|I‑J|。删去循环|I‑J|后，再添加一个循环|J‑K|，并在数据库中删去数据点J和
K。此时，将当前数据库中的数据点I定义为数据点K，并将该数据点K的上一个极小值和极大
值分别定义为数据点I和J或者，若数据库中在该数据点K之前已经没有其他结构载荷数据，
则数据点I和J暂时不指向任何结构载荷数据。按照上述步骤不断对数据点L进行判断，直到
满足数据点L小于当前数据库中上一个极大值或没有更早的极大值时为止。此时，将数据点
L存入数据库，并将此时数据库中的倒数第二个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据
点I和数据点J，并在循环计数结果中添加一个循环|I‑J|，执行步骤4)。

[0050] 4)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，不再有新的结构载荷数据到来(有新的结构载荷数据但是还未到来的情况除外)，输出循环计数结果，结
束循环计数过程。若有新的数据点到来，则返回步骤2)。

[0051] 5)根据结构载荷数据只包含峰谷值的要求，读取下一个极大值数据点，并将其定义为数据点K。对数据点K进行如下判断：若数据点K小于当前数据库中的上一个极大值I或
当前数据库中没有更早的极大值，此时新读取的数据点K与数据库中已存储的结构载荷数
据之间仍满足收敛波的特征，如7的(a)所示(数据处理过程中，在数据库中，图7所示数据库
中记录的数据点I之前不一定存在结构载荷数据，为了方便理解将数据点I之前的结构载荷
数据，即图7中未标注的结构载荷数据示意在图中，余同)，将数据点K存入数据库，并执行步
骤6)。若数据点K>I，此时数据点K和当前数据库中已经存储的结构载荷数据形成的收敛波
特征被破坏，如图7中(b)所示，已经记录的循环|I‑J|并没有发生循环计数的抖动现象，故
将当前数据库中的数据点I和J删除。此时，重新将当前数据库中现存的倒数第二个结构载
荷数据和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和数据点J，继续判断K不成立，继续删去刚刚定义的数据点I和J，不断重复此过程，直到数据点K据库中没有记录任何数据时为止，将数据点K存入数据库，执行步骤6)；需要说明的是，当数
据库中没有记录任何结构载荷数据时数据点I和J暂时不指向任何数据点。

[0052] 6)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，不再有新的结构载荷数据到来(有新的结构载荷数据但是还未到来的情况除外)，输出循环计数结果，结
束循环计数过程。若有新的结构载荷数据点到来，则根据结构载荷数据只包含峰谷值的要
求，读取下一个极小值数据点，并将其定义为数据点L。对数据点L进行如下判断，若满足数
据点L大于当前数据库中的上一个极小值J或当前数据库中没有更早的极小值，此时新读取
的数据点L与当前数据库中已存储的结构载荷数据之间仍满足收敛波的特征，如图7中(c)
所示，将数据点L存入数据库，并在循环计数结果中添加一个循环|K‑L|，执行步骤7)。若满
足L构载荷数据形成的收敛波特征被破坏，如图7中(d)所示。此时，按照传统雨流计数法的计数
规则，应记录一个循环|J‑K|，而本发明步骤1)或上一个循环的步骤6)中记录的循环是|I‑J
|，此时发生了循环计数结果的抖动现象，需要进行如下处理：对于第一次执行步骤3)的情
况，需要在计数结果中删除步骤1)中记录的循环|I‑J|；对于不是第一次执行步骤3)的情
况，需要删去上一次循环中执行步骤3)时记录的循环|I‑J|。删去循环|I‑J|后，再添加一个
循环|J‑K|，并在数据库中删去数据点J和K。此时，将数据库中的数据点I定义为数据点K，并
将该数据点K点的上一个极大值和极小值分别定义为数据点I和J，或者若数据库中在新的
数据点K点之前已经没有其他结构载荷数据，则数据点I和J暂时不指向任何结构载荷数据。
按照上述步骤不断对数据点L进行判断，直到满足数据点L大于当前数据库中上一个极小值
或没有更早的极小值时为止。此时，将数据点L存入数据库，并将此时数据库中的倒数第二
个和最后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和J，并在循环计数结果中添加一个循环|
I‑J|，执行步骤7)。

[0053] 7)检测是否有新的结构载荷数据，若结构载荷数据收集过程结束，不再有新的结构载荷数据到来(有新的结构载荷数据但是还未到来的情况除外)，输出循环计数结果，结
束循环计数过程。若有新的结构载荷数据到来，则回到步骤5)。

[0054] 下面为本发明方法的一个具体实例：

[0055] 1、对表1所示的结构载荷历程数据(假设后续还会不断有新的结构载荷数据到来)采用本发明方法的计数过程进行详细举例；

[0056] 表1载荷数据样例

[0057]编号 载荷值
1 ‑12.0
2 7.0
3 ‑7.0
4 5.0
5 ‑3.0
6 6.0

[0058] 2、根据本方法的流程图5，编号1和2对应的数据分别标记为数据点A和B，满足A义为I和J，并记录一个循环，幅值为|I‑J|＝19。读取下一个编号为3的结构载荷数据记为数
据点K，K大于上一个极小值，将数据点K值存入数据库备查；此时数据库中存储有3个数据
点，即编号为1,2,3的这三个点，将编号为2的极大值点标记为数据点I，将编号为3的极小值
标记为数据点J。

[0059] 3、继续读取新的结构载荷数据即极大值记为数据点L(编号为4)，且该数据点L小于上一个极大值，则将该数据点L存入数据库，将此时数据库中的倒数第二个和最后一个结
构载荷数据分别定义为数据点I和J，在循环计数结果中添加一个循环，幅值为|I‑J|＝12；

[0060] 4、此时，仍有新的结构载荷数据到来，将数据库中此时的倒数第二个数据点，即编号为3的数据点标记为数据点I，将最后一个数据点，即编号为4的数据点标记为数据点J；继
续读取一个新的结构载荷数据即极小值记为数据点K，即编号为5的数据点，此时，数据点K
大于上一个极小值点，将数据点K存入数据库；

[0061] 5、继续读取一个新的结构载荷数据即极大值记为数据点L，即编号为6的数据点；此时，数据点L大于上一个极大值，即编号为4的数据点，循环计数发生抖动现象，从循环计
数结果中删去一个幅值为|I‑J|＝12的循环，添加一个幅值为|J‑K|＝8的循环，同时，在数
据库中删去数据点J和K，即编号为4和5的两个数据点；此时，数据库中存储的数据有4个，分
别为编号为1,2,3,6这4个点，重新定义编号为3的数据点为K，编号为1和2的数据点分别为I
和J；进一步判断数据点L后一个结构载荷数据分别定义为数据点I和J，循环计数结果中再添加一个幅值为|I‑J|＝9
的循环；

[0062] 6、至此，表1中编号1‑6的数据均已经完成计数，若后续仍有其他数据实时到来，则同样按照本方法的流程图5进行计数。

[0063] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。