即将直播：结构疲劳寿命计算中的Miner损伤准则详解（今晚8点）

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疲劳问题最早在19世纪初提出。德国工程师Wöhler通过对疲劳损伤问题进行系统的研究，提出了疲劳寿命与循环应力的关系，并确定应力幅是疲劳破坏的决定因素。在1871年，他提出了利用应力-寿命（S-N）曲线来分析疲劳问题的方法，为工程结构疲劳的研究奠定了理论基础。

零件的疲劳损伤是一个复杂的过程。通常可以分为三个阶段：

• 裂纹初始；
• 裂纹扩展；
• 断裂失效。

对于外形和材料分布比较均匀的零部件来说，局部变形通常是从表面应力集中区域开始。随着加载循环次数的增加，零件的裂纹长度随之增加。达到一定循环次数之后，裂纹将导致零件失效。

在基于有限元方法计算结构的寿命中，用户需要准备有限元结果，载荷谱，材料疲劳性能曲线（SN或EN曲线），还需要引入一个计算结构疲劳损伤的准则。

疲劳损伤理论可归结为两个大类：线性损伤理论和非线性损伤理论。其中线性损失理论主要是Miner准则、修正Miner 法则及相对Miner 法则，非线性损伤累积理论主要有Manson 双线性累积理论、Corten-Dolan理论等。

虽然Miner损伤准则不能考虑疲劳载荷的先后顺序，但是由于产品的疲劳寿命具有一定的分散性，而线性损伤计算方法可以基本反应出结构寿命的中位水平，此外该方法处理数据也较为方法，因此是目前工程中的一种常用方法。

线性累积损伤理论是当前预测疲劳寿命的重要工具。假设车辆在某段实际运行载荷中，某载荷幅值出现的次数为n1，其零件S-N曲线中，同载荷幅值对应的循环次数为N1，则这段运行信号中这种载荷对零件的损伤D= n1/N1。以此为基础，零件在应力水平Si下作用ni次循环下的损伤为Di=ni/Ni，若在k个应力水平Si作用下，各经受ni次循环，则可定义其总损伤为

当D=1，即损伤值进行相加求和等于1时，就可认为零部件出现了失效。

计算损伤的范例：

计算小范例：

我们以一个范例，看看 Miner 准则的具体应用步骤：

载荷谱分析：通过实测或仿真，得到弹簧在实际工况下的载荷 - 时间历程，分解为 3 个应力水平：

σ3=300MPa，循环次数n3=2e5

查 S-N 曲线：从材料的 S-N 曲线中，查得对应应力下的疲劳寿命：

σ2=350MPa时，N2=1e5

σ3=300MPa时，N3=5e5

计算累积损伤：

D=1e4/2e4+5e4/1e5+2e5/5e5=0.5+0.5+0.4=1.4因为D=1.4>1，说明在该载荷谱下，弹簧会发生疲劳破坏。

为了帮助用户学习了解基于ANSYS nCode DesignLife进行结构疲劳寿命计算的原理和基本步骤，仿真秀邀请平台优秀讲师张老师，于2026年4月21日晚19:30做客仿真秀，为大家带来《ANSYS nCode DesignLife结构疲劳计算原理与典型案例剖析公开课》免费公开课。

以下为直播安排：

直播主题：nCode结构疲劳计算原理与典型案例剖析公开课

直播时间：2026年4月21日19:30

直播链接：（ 复 制到网页打开）

https://www.fangzhenxiu.com/live/1488184187744354304

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来源：仿真秀App