101000, Москва, Малый Харитоньевский переулок, 4
Maly Kharitonievsky per. 4, Moscow, 101000
249031, г. Обнинск, Калужская область, Киевское шоссе, 15
Kievskoe sh., 15, Obninsk, Kalyga oblast, 249031
140180, г. Жуковский, Московская область, улица Жуковского, 1
Zhukovskogo ul. 1, Zhukovsky, Moscow oblast, 140180
105005, Москва, улица 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1
2 Baumanskaya ul. 5-1, Moscow, 105005
Рассмотрены теоретические и практические вопросы цифровой обработки информации в задачах оценки долговечности в процессе нагружения. В связи со спецификой задачи, в которой первостепенное значение имеет точное определение величин экстремумов и их последовательности, ряд общепринятых рекомендаций оказывается неприемлемым. Так, например, теорема Котельникова, которая первоначально была предложена применительно к задачам оценки частотного состава процесса, может привести к значительным погрешностям. Показано, что требования, предъявляемые к анализу случайных процессов нагружения для дальнейшей оценки долговечности, в силу своей специфики находятся в противоречии с указанными требованиями, а именно, при выборе частоты согласно этому правилу можно допустить ошибку, причем не в запас оценки прочности. Рассмотрен вопрос цифровой фильтрации аппаратных выбросов. Проанализированы альтернативные подходы к выделению экстремумов случайного процесса: 1) непосредственное аппаратное выделение экстремумов; 2) дискретизация по методу пересечений уровней. Последний подход обладает оптимальным алгоритмом для выделения экстремумов и дает возможность с меньшими затратами и большей точностью выделить экстремумы случайного процесса. Естественный переход к целочисленной арифметике позволяет провести дальнейшую оптимизацию данного алгоритма. На модельных и реальных примерах продемонстрирован выигрыш в терминах быстродействия и оперативной памяти, что в конечном счете будет способствовать увеличению достоверности информации, необходимой для оценки долговечности. Экономия на памяти и быстродействии позволит обрабатывать более длительные реализации, что в результате даст возможность уточнения долговечности на стадии промышленной эксплуатации и для оценки остаточного ресурса.
Theoretical and practical issues of processing digital information in the problems related to durability assessment in conditions of loading are considered. Due to the specifics of the problem, in which the precise dedermination of the extreme values and their sequence is of primary importance, a number of generally accepted recommendations appeared invalid. For example, the Kotelnikov theorem, which was originally proposed in relation to the problems of estimating the frequency composition of the process, can lead to significant errors. It is shown that the requirements to the analysis of random loading processes with a goal of further assessment of the durability, due to their specificity, contradict with the specified requirements, namely, when choosing a frequency according to this rule, an error can be made, and not to the margin of the strength assessment. We considered the issue regarding digital filtering of hardware overshoots. Alternative approaches to the selection of extrema of the random process are analyzed: 1) direct hardware selection of extrema and 2) discretization by the method of level crossings. The latter approach has an optimal algorithm for isolating extremes and makes it possible to isolate extremes of a random process with lower costs and greater accuracy. The natural transition to integer arithmetic provides further optimization of the algorithm. The model and real examples demonstrate gains in terms of speed and memory, which ultimately promote an increase in the reliability of the information required for assessing the durability. The savings in memory and performance will allow processing of long-term implementations and result in a more accurate estimating of the remaining life and durability at the stage of production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.