疲劳分析 — CAE术语解说

FEM得到的是「某荷载条件下的应力·应变分布」，疲劳寿命计算还需要材料疲劳数据（S-N曲线）和荷载重复模式的组合。疲劳分析软件（fe-safe、nCode DesignLife）接收FEM应力张量时间历程作为输入，执行一系列后处理：①用Rainflow计数法统计应力振幅和平均应力的循环周期→②用Goodman·Gerber补正消除平均应力的影响→③用Miner线性累积损伤法对各循环损伤进行求和，计算疲劳寿命。没有这种联动就无法回答「何处在何时循环数下破坏」这一问题。

路面输入作为「荷载时间历程」通过测量或计算获得。实车测量采用加速度传感器或荷载传感器在试验场各种路面（比利时铺装、鹅卵石、高速公路等）上记录路面输入，然后将其输入FEM边界条件。随后通过功率谱疲劳分析（PSD输入→频率响应分析→应力PSD→疲劳损伤统计评估）或直接时间历程分析两种方式之一计算累积损伤。nCode DesignLife的Rainflow Cycle计数可在数分钟内处理数百万循环的复合路面输入，对开发初期的设计迭代非常有效。