在疲劳研究过程中，人们早就提出了“损伤”这一概念。所谓损伤，是指在疲劳过程中初期材料内的细微结构变化和后期裂纹的形成和扩展。累积损伤规律是疲劳研究中最重要的课题之一，它是估算变幅载荷作用下结构和零件疲劳寿命的基础。

大多数结构和零件所受循环载荷的幅值都是变化的，也就是说，大多数结构和零件都是在变幅载荷下工作的。变幅载荷下的疲劳破坏，是不同频率和幅值的载荷所造成的损伤逐渐累积的结果。因此，疲劳累积损伤是有限寿命设计的核心问题。

对于随机载荷，统计分析方法主要有两类：计数法和功率谱法。由于产生疲劳损伤的主要原因是循环次数和应力幅值，因此在编谱时首先必须遵循某一等效损伤原则，将随机的应力—时间历程简化为一系列不同幅值的全循环和半循环，这一简化的过程叫做计数法。功率谱法是借助富氏变换，将连续变化的随机载荷分解为无限多个具有各种频率的简单变化，得出功率谱密度函数。在抗疲劳设计中广泛使用计数法。

目前，已有的计算法有十余种之多，同一应力—时间历程用不同计数法编制出的载荷谱有时会差别很大。当然，按照这些载荷谱来进行寿命估算或试验，也会给出不同的结果。从统计观点上看，计数法大体分为两类：单参数法和双参数法。

所谓单参数法是指只考虑应力循环中的一个变量，例如，峰谷值、变程（相邻的峰值与谷值之差），而双参数法则同时考虑两个变量。由于交变载荷本身固有的特性，对任一应力循环，总需要用两个参数来表示。其代表是雨流计数法。

雨流计数法是目前在疲劳设计和疲劳试验中用的最广泛的一种计数方法，是对随机信号进行计数的一种方法的一种。雨流计数法与变程对—均值计数法一样具有比较严格的力学基础，计数结果介于峰值法和变程法之间，提供比较符合实际的数据。雨流法是建立在对封闭的应力—应变迟滞回线逐个计数的基础上，它认为塑性的存在是疲劳损伤的必要条件，从疲劳观点上看它比较能够反映随机载荷的全过程。由载荷—时间历程得到的应力—应变迟滞回线与造成的疲劳损伤是等效的。

应该指出，所有现行计数法均未记及载荷循环先后次序的信息资料。因为载荷先后次序的影响总是存在的，但如果将简化后的程序载荷谱的周期取短一些，则载荷先后次序的影响会减小至最小程度，这点已被荷兰国家宇航实验室的试验结果证实。

（a）承受内压的部件，内径应取自堆焊层的名义内表面；

（b）承受外压的部件，外径应取母材的外表面。

（a）内压和外压；

（b）冲击载荷，包括快速压力波动；

（c）部件的自重和在运行或试验情况下正常贮存物的重量，包括由于液体静压头和动压头引起的附加压力；

（d）其他部件、运行设备、保温层、耐腐蚀或耐侵蚀衬里以及管道等附加载荷；

（e）当地所规定的风载荷、雪载荷、振动载荷及地震载荷；

（f）耳架、圈座、鞍座或其它形式支座的反作用力；

（g）温度效应。

现在广泛使用的疲劳寿命设计方法主要有以下几种：无限寿命设计，安全寿命设计，损伤容限设计，概率疲劳设计。2100433B

轿车轮毂轴承轴向载荷特性分析：针对轿车实际行驶工况，基于静力学分析方法，建立简化的轿车行驶单轨模型，对轿车轮毂轴承轴向载荷特性进行分析。

轿车轮毂轴承的外部载荷是复杂多变的。在实际行驶当中,路况、行车速度、转弯半径和轮胎特性等都显著影响着轮毂轴承的寿命与性能。我们有汽车径向、轴向的轮胎载荷计算公式，但没有给出汽车在转弯状态下相应的计算方法或结果。从忽略曲线行驶阻力、轮胎切向力以及滚动阻力等，建立线性化的汽车刚体开始。

轮毂轴承的外部载荷通过轮胎施加在轮毂轴承上,即在轿车的实际行驶过程中,路面对轮胎的径向、轴向载荷等间接作用在了轮毂轴承上。根据力的传递特性,可认为轮毂轴承外部载荷等价于轮胎的外部载荷。汽车的侧向加速度由汽车转弯半径和行驶速度直接决定,其中,汽车的转弯半径与前轮转向角紧密联系。

分析表明:由于车身结构的固有频率大多低于15Hz，所以当轿车在行驶时的振动频率低于15Hz时，可将车身运动假设为刚体运动。并且，轿车前、后部分质量耦合关系不明显。忽略汽车转向系、轮胎和悬架的惯性、阻尼、弹性等非线性特性因素以及汽车横摆，假设汽车质心在路面上，并且系统是线性的，质心上作用的离心力不会改变两侧载荷的大小，即认为汽车只有前、后两个轮胎,质心在连接前、后轮的刚性架上，将轿车运动简化成为基本的线性化刚体运动，建立起刚性的汽车线性单轨模型。

汽车的坐标系固定于轮胎中心，其原点与轮胎的几何中心重合。设定x轴指向轮胎正前方，y轴指向左侧，z轴通过轮胎质心指向正上方。考虑一般情况,以前轮驱动的轿车为代表，汽车在横坡角为β的坡道上以固定转向角α和恒定速度v稳态转弯，建立刚性汽车单轨模型如下图所示。

其与各自相应的载荷系数乘积为计算载荷。

为验证ANSYS是否将载荷步一与载荷步二的力进行叠加计算的，先分别加载对其进行验证分析。对比验证步骤：

对比1：载荷为10000N，施加于圆柱端面，并查看结果；

对比2：载荷为10000N力，施加与梁的顶部，并查看结果；

对比3：将载荷为别为10000N，分别分为载荷步一施加于圆柱端面，载荷步二施加与梁的顶部，并查看结果。