罗三峰，王光耀，万鑫铭，李 阳，周 佳，赵奕炳

（1.中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 401122；2.重庆市汽车轻量化工程技术研究中心，重庆 401122）

大多数机械零部件在工作环境中是承受载荷的，据相关资料统计，疲劳失效是机械结构失效最常见的形式，占全部力学破坏的50%～90%[1]，所以疲劳失效成为所有工程人员不得不考虑的一个问题。随着疲劳相关理论基础、计算机硬件与软件的不断发展，利用CAE技术对机械结构进行疲劳分析逐渐成为一种趋势。目前，常用商用疲劳仿真软件，如nCode、Femfat，大多应用名义应力法进行，疲劳分析工作流程如图1所示。

图1 疲劳分析软件分析流程

有限元分析软件对结构的应力应变以及变形结果进行分析，有限元结果导入至疲劳分析软件与载荷谱结合构建应力应变损伤历程和损伤参量历程。随后将根据疲劳累积损伤理论，即假设疲劳损伤和破坏是不断积累的，对损伤计数并计算损伤与疲劳寿命，Miner累积损伤理论[2]具体表达式为：

式中：D为总损伤；ni为载荷水平i下的循环数；Ni为载荷水平i作用下的疲劳寿命。

目前，国内外学者已利用疲劳分析软件对各类零部件进行了疲劳寿命分析，并取得了一定的成果。SINGH等[3]针对起重机吊钩，利用ANSYS workbench与nCode Designlife分别对其进行静力学分析和疲劳寿命分析，对比了不同结构设计对吊钩的安全性和经济性的影响，为吊钩的前期设计与结构优化提供了参考。基于相同原理，李成林等[4]、周美施等[5]对车架进行结构静强度分析与疲劳寿命计算，在车架的优化设计方面取得了一定的进展。……