Belastningsspektrum

Belastningsspektrum är en kvantitativ beskrivning av hur belastningar uppträder på en struktur eller komponent över tid. Det sammanfattar variationer i storlek, varaktighet och frekvens av lastar och beskriver vanligtvis hur många cykler som uppträder vid olika lastnivåer under en viss tidsperiod. Belastningsspektrum används främst vid bedömning av fatigue-livslängd och säkerhet i mekaniska konstruktioner.

Det kan representeras som ett lasthistogram där varje lastnivå L kopplas till antalet eller sannolikheten för att den uppträder under perioden, eller som en tidsserie av händelser med varierande magnitud och varaktighet. I praktiken används ofta olika sätt att vikta och normalisera lasten beroende på användningsscenario och krav.

Insamling och uppbyggnad: Belastningsspektrum skapas ofta genom att samla in fältdata från sensorer (kraftsensorer, accelerometrar, deformation) under verklig användning eller genom kontrollerade laboratorietester. Det kan också genereras av simuleringar baserade på kördata, användningsmönster eller kravspecifikationer.

Analys: För fatiguebedömning används ofta metoder som rainflow-analys för att omvandla lasthistorien till en uppsättning cykler samt Miner’s regel eller mer avancerade livsmodeller för att uppskatta den sammanlagda skadan och därigenom livslängden. Modernare metoder kan inkludera probabilistiska eller forskningbaserade tillvägagångssätt.

Användningsområden och begränsningar: Belastningsspektrum används inom bilindustrin, flygindustrin, byggsektorn och maskindesign för att utvärdera komponenters slitfläckar och livslängd. Resultat är beroende av datainkvalitet, modellval och antaganden om lastens fördelning samt användningsscenario.