林 明，谢里阳

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819)

疲劳寿命预测频域方法分析与比较

林 明，谢里阳

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819)

简单介绍了窄带分布法、Wirsching-Light法、Tovo-Benasciutti法和Dirlik法4种疲劳寿命预测频域方法。通过算例分析，在时域内采用雨流循环计数法，提取出各应力循环、均值和幅值，进行疲劳损伤累积计算，并以时域计算的损伤结果为基准，研究在不同不规则因子下，4种频域方法的适用性与准确性。结果表明，随机应力过程接近窄带随机过程时，W-L法能够较为准确地预测疲劳累积损伤结果；随着不规则因子的减小，应力随机历程更加接近于宽带随机过程，T-B法和Dirlik法更能准确地估计疲劳累积损伤。

功率谱密度；疲劳累积损伤；随机过程；频域分析

0 引言

工程实际中，对于机械结构及零部件疲劳寿命预测，有时域法和频域法两大类[1]。时域分析法首先采用载荷循环计数方法(目前一般采用“雨流循环计数法”)，从时间领域内的应力-时间历程中取出各应力循环及其幅值和均值，然后再进行疲劳损伤累积计算，最终预测零部件寿命。这种方法通常能得到比较准确的累积损伤分析精度，但缺点是需要足够长的时间来记录载荷信号历程，涉及较大的累积损伤计算工作量。

频域法是利用应力功率谱密度(PSD)来估测零部件疲劳寿命的方法。对于平稳各态历经随机过程，功率谱密度是描述其特性的关键参数。利用功率谱密度可以得到应力随机过程中各种应力的循环次数近似值。……