结构有限寿命设计法——名义应力法
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料的 ｓＮ曲线出发 ， ． 并考虑各种因素的影响， 得出
结 构 的 ｓＮ 曲线 ， 后 根据 结 构 的 ｓＮ 曲线进 行 — 然 — 疲 劳设计 。所 不 同的 只是 ， 限寿 命 设计 法 使 用 无 的是 ｓＮ曲线 的右 支— —水 平 部 分 ， — 而有 限寿 命 设计 法使 用 的是 ＳＮ 曲线 的 左 支—— 斜 线 部 分 。 —
结 构 寿命 设 计 主 要 有 两种 设 计 方 法 ， 别 是 分 无 限寿命 设 计法 和有 限寿命 设计 法 。无 限寿命 设 计 法 的出发 点是零 件在 设计 应力 下能 够长期 安 全 使 用 ， 强度 条件 是 零 件 的工作 应 力 小 于 疲 劳 极 其 限。 比如放在 地 面 上 固定 不 动 的 民用 机械 等 ， 对 于它们最 主要 的要 求是 使用 可靠 和寿命 长 。但是 对 于绝大 多数 结 构来 说 ， 重量 是 必 须 考 虑 的一 个
１ 分析 确定 结构 的载荷 谱和 应力 谱
汽 车 、 机 、 天 器 材 等 对 重 量 有较 高要 求 的 产 飞 航 品， 都使 用这 种设 计方 法进 行疲 劳设计 。
有限寿命设计法是无 限寿命设计法的直接发 展， 二者 的基本设计参数都是名义应力 ， 都是从材
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ ２ ５ ２ １—０ —０
名义应力有限寿命设计的一般步骤为 ： （） １ 分析确定结构 的载荷谱和应力谱 ； （） ２ 测定或估算结构的 ｓＮ曲线或极限应力 —
线图；
因素， 在这种情况下就不适合用无限寿命设计方
法进 行结 构寿命 设计 。 有 限 寿命设 计法 只保 证结 构在 一定 的使用 期 限 内安 全使 用 ， 因此允 许 零 件 的工 作应 力 超 过 疲 劳极 限 。结 构 的重 量 比无 限 寿命 方 法 要 轻 ， 好 很
并对设计方 法中的几个关 键问题 如应力谱 的简化处理 、 劳寿命 的预测等做 了详细 的介 绍 。以线性 累积损 伤 疲 法则和应力． 寿命 曲线为 依据 ， 推导出适用 于变幅载荷下 的有 限寿命设计公式 。最后 通过算例说 明采用此方法
的优 越 性 。
关键词 ： 名义应 力 ； 疲劳寿命 ； 结构设计
（） ３ 按一 定 的累积 损 伤理 论 进 行疲 劳 强 度校
核；
（ ） 一定 的累积 损 伤理 论 估算 结 构 的疲 劳 ４按
寿命 ；
的解决了无限寿命设计方法的弊端。有限寿命设
计法是 国内外许 多 机 械 产 品 的 主导 设 计 思 想 ， 如
（） ５ 进行 验证性 疲 劳试验 。
《 中国重型装备》
Ｃ ＩＡＨ Ａ ＹＥ ＵＰ Ｅ Ｔ Ｈ Ｎ Ｅ Ｖ Ｑ ＩＭ Ｎ
Ｎｏ． ２
Ｊ ｎ Ｏ１ ｕ ｅ２ ０
结构有限寿命设计法—— 名义应 力法
陈 科 王 峰
（ 合肥工业大学机械与汽车工程学院 ， 安徽 ２ ００ ） ３０ ９ 摘要： 介绍 了一种结构有限寿命设计方法——名义应力法 。阐述 了名义应力有限寿命设计法 的一般步骤 ，
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料的 ｓＮ曲线出发 ， ． 并考虑各种因素的影响， 得出
结 构 的 ｓＮ 曲线 ， 后 根据 结 构 的 ｓＮ 曲线进 行 — 然 — 疲 劳设计 。所 不 同的 只是 ， 限寿 命 设计 法 使 用 无 的是 ｓＮ曲线 的右 支— —水 平 部 分 ， — 而有 限寿 命 设计 法使 用 的是 ＳＮ 曲线 的 左 支—— 斜 线 部 分 。 —
结 构 寿命 设 计 主 要 有 两种 设 计 方 法 ， 别 是 分 无 限寿命 设 计法 和有 限寿命 设计 法 。无 限寿命 设 计 法 的出发 点是零 件在 设计 应力 下能 够长期 安 全 使 用 ， 强度 条件 是 零 件 的工作 应 力 小 于 疲 劳 极 其 限。 比如放在 地 面 上 固定 不 动 的 民用 机械 等 ， 对 于它们最 主要 的要 求是 使用 可靠 和寿命 长 。但是 对 于绝大 多数 结 构来 说 ， 重量 是 必 须 考 虑 的一 个
１ 分析 确定 结构 的载荷 谱和 应力 谱
汽 车 、 机 、 天 器 材 等 对 重 量 有较 高要 求 的 产 飞 航 品， 都使 用这 种设 计方 法进 行疲 劳设计 。
有限寿命设计法是无 限寿命设计法的直接发 展， 二者 的基本设计参数都是名义应力 ， 都是从材
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ ２ ５ ２ １—０ —０
名义应力有限寿命设计的一般步骤为 ： （） １ 分析确定结构 的载荷谱和应力谱 ； （） ２ 测定或估算结构的 ｓＮ曲线或极限应力 —
线图；
因素， 在这种情况下就不适合用无限寿命设计方
法进 行结 构寿命 设计 。 有 限 寿命设 计法 只保 证结 构在 一定 的使用 期 限 内安 全使 用 ， 因此允 许 零 件 的工 作应 力 超 过 疲 劳极 限 。结 构 的重 量 比无 限 寿命 方 法 要 轻 ， 好 很
并对设计方 法中的几个关 键问题 如应力谱 的简化处理 、 劳寿命 的预测等做 了详细 的介 绍 。以线性 累积损 伤 疲 法则和应力． 寿命 曲线为 依据 ， 推导出适用 于变幅载荷下 的有 限寿命设计公式 。最后 通过算例说 明采用此方法
的优 越 性 。
关键词 ： 名义应 力 ； 疲劳寿命 ； 结构设计
（） ３ 按一 定 的累积 损 伤理 论 进 行疲 劳 强 度校
核；
（ ） 一定 的累积 损 伤理 论 估算 结 构 的疲 劳 ４按
寿命 ；
的解决了无限寿命设计方法的弊端。有限寿命设
计法是 国内外许 多 机 械 产 品 的 主导 设 计 思 想 ， 如
（） ５ 进行 验证性 疲 劳试验 。
《 中国重型装备》
Ｃ ＩＡＨ Ａ ＹＥ ＵＰ Ｅ Ｔ Ｈ Ｎ Ｅ Ｖ Ｑ ＩＭ Ｎ
Ｎｏ． ２
Ｊ ｎ Ｏ１ ｕ ｅ２ ０
结构有限寿命设计法—— 名义应 力法
陈 科 王 峰
（ 合肥工业大学机械与汽车工程学院 ， 安徽 ２ ００ ） ３０ ９ 摘要： 介绍 了一种结构有限寿命设计方法——名义应力法 。阐述 了名义应力有限寿命设计法 的一般步骤 ，