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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114139307B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111381796.6，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法是由孙志刚;赵如涛;李亚松;常亚宁;宋迎东;牛序铭设计研发完成，并于2021-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法，以构件多参数实测载荷谱为基本编谱数据，利用主成分分析方法将多参数随机载荷化为几个相互独立的载荷历程，即多参数主成分载荷历程，再对其进行峰谷值提取处理得到主成分载荷的峰谷值序列和非峰谷值点集合，进行雨流循环计数以获取主成分载荷历程的雨流循环矩阵，由此雨流循环矩阵进行载荷历程重构并随机插入非峰谷值点以获得主成分载荷重构历程，对主成分载荷历程的线性解算，就能反推获得新的多参数随机载荷谱。本发明实现随机多参数载荷谱编制过程的多参数载荷相关关系、多轴损伤信息的充分考虑，为工程实际复杂机械构件的疲劳损伤分析、多轴疲劳试验提供了基础。

本发明授权一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法，其特征在于，以构件多参数实测载荷谱为基本编谱数据，利用主成分分析方法将多参数随机载荷化为几个相互独立的载荷历程，即多参数主成分载荷历程，再对其进行峰谷值提取处理得到主成分载荷的峰谷值序列和非峰谷值点集合，进行雨流循环计数以获取主成分载荷历程的雨流循环矩阵，由此雨流循环矩阵进行载荷历程重构并随机插入非峰谷值点以获得主成分载荷重构历程，对主成分载荷历程的线性解算，就能反推获得新的多参数随机载荷谱； 包括以下步骤： 1针对复杂机械构件的随机多参数载荷谱进行标准化处理和相关性分析，由此获得随机多参数载荷的相关性系数矩阵； 2利用主成分分析方法将多参数随机载荷化为几个相互独立的载荷历程，即主成分载荷历程，再对其进行峰谷值提取处理，得到随机多参数主成分载荷历程的峰谷值序列和非峰谷值点集合； 3针对主成分载荷峰谷值序列进行雨流循环计数以获取其雨流循环矩阵，由此雨流循环矩阵进行随机载荷历程重构，由此得到随机多参数主成分载荷重构历程； 4随机插入非峰谷值点以获得数据量一致的随机多参数主成分载荷重构历程； 5进行主成分载荷历程的线性解算，反推获得新的多参数随机载荷谱，由此得到编制完成的基于主成分分析的随机多参数随机载荷谱； 所述步骤1的具体步骤为： 11、以复杂机械构件的多参数实测载荷谱为基本编谱数据，针对随机多参数载荷数据进行标准化处理；设总共有p个载荷参数，n个采样时间点，记第j个载荷参数在第i个采样时间点的载荷值为fij，i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,p，那么实测随机多参数载荷数据矩阵F： 将实测随机多参数载荷数据矩阵F转换为标准化随机多参数载荷数据矩阵F′： 其中，为实测随机多参数载荷数据矩阵F的第j列数据的平均值，即而σj为实测随机多参数载荷数据矩阵F的第j列数据的标准差，12、针对复杂机械构件的标准化随机多参数载荷数据矩阵F′的每一列载荷，进行相关性分析，由此获得标准化随机多参数载荷的相关性系数矩阵R； 其中，rjk是标准化随机多参数载荷数据矩阵F′中第j列数据和第k列数据的相关系数，即第j个载荷参数与第k个载荷参数的相关系数，其计算公式如下： 其中，f′ij、f′ik均为标准化随机多参数载荷数据矩阵F′中元素，即第j个载荷参数与第k个载荷参数的第i个采样时间点的标准化载荷值； 所述步骤2的具体步骤为： 21、利用主成分分析方法将标准化随机多参数载荷数据矩阵F′化为几个相互独立的载荷历程，即主成分载荷历程F″，其计算公式如下： 其中，Fi″＝[f″i1 f″i2 ... f″ip]中元素分别为p个主成分载荷参数的第i个采样时间点的主成分载荷值；Fi′＝[f′i1 f′i2 ... f′ip]中元素分别为p个标准化载荷参数的第i个采样时间点的标准化载荷值；Uj＝[u1j u2j ... upj]T为标准化随机多参数载荷的相关性系数矩阵R第j个特征值λj所对应的特征向量，其中：元素u1j、u2j、upj分别为特征向量Uj的具体数值，T为矩阵转置符号； 22、针对步骤21得到的随机多参数主成分载荷历程F″的每一路载荷时间历程分别进行峰值点或谷值点判断，若是则保留，否则移至非峰谷值点集合F″R,jj＝1,2,...,p，对数据进行三点法判断，即依次读取三个相邻的数据点f″i‑1,j、f″i,j、f″i+1,j，若满足： [f″i,j‑f″i‑1,j][f″i+1,j‑f″i,j]≥0且f″i,j‑f″i‑1,j≠0其中：f″i,j则是非峰值点或非谷值点；由此得到主成分载荷历程非峰谷值点集合F″R,jj＝1,2,...,p和多参数主成分载荷历程峰谷值序列{F″RF,1 F″RF,2 ... F″RF,p}，其中：元素F″RF,1、F″RF,2、F″RF,p分别表示每个主成分载荷历程的峰谷值序列； 所述步骤3的具体步骤为： 31、针对步骤22得到的随机主成分载荷峰谷值序列{F″RF,1 F″RF,2 ... F″RF,p}进行雨流循环计数以获取多参数主成分载荷历程的雨流循环矩阵{RFM1 RFM2 ... RFMp}，其中： 元素RFM1、RFM2、RFMp分别表示每个主成分载荷历程的雨流循环矩阵； 其中雨流循环计数是基于材料应力应变迟滞回线原理对载荷历程进行载荷全循环的提取，连续读取载荷历程中的四个点，即两个峰值和两个谷值，全循环选取依据为：中间两点差的绝对值要小于前面两点差的绝对值和后面两点差的绝对值，即满足： 32、由步骤31得到的雨流循环矩阵{RFM1 RFM2 ... RFMp}分别进行基于雨流统计的时间历程重构，即将雨流循环矩阵中的循环载荷随机插入、连接组成新的随机载荷谱，由此得到多参数主成分载荷重构历程{F″RFR,1 F″RFR,2 ... F″RFR,p}，其中：元素F″RFR,1、F″RFR,2、F″RFR,p分别表示每个主成分载荷的重构历程；其中，被插入的载荷循环的峰谷值必须能够包含预插入载荷循环峰谷值。

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