振動疲労の寿命予測は、故障前に、コンポーネントが周期的な振動に耐えることができるかを決定するために工学に不可欠です。正確な計算は、耐久性のある製品の設計と予期しない故障を防ぐのに役立ちます。この記事では、振動疲労寿命予測に関与する主要な計算について説明します。

ストレス分析

最初のステップは、振動中にコンポーネントによって経験された応力を計算することを含みます。 動的応力の大きさは、振動振幅とコンポーネントの材料特性を使用して推定することができます。 疲労分析のために、応力範囲は重要です。

S-Nカーブアプリケーション

S-Nカーブ、またはWöhler曲線は、障害を起こすサイクルの数に応力の大きさを関連させます。 計算されたストレスを材料のS-Nカーブにプロットすることにより、エンジニアは疲労寿命を推定することができます。 データポイント間の補間はより正確な予測を提供します。

ダメージの蓄積計算

Palmgren-Miner ルールは、一般的に累積的な損傷を推定するために使われます。 これは、与えられたストレスレベルで失敗する全サイクルに適用されるサイクルの比率を合計します。 要約が 1 に達すると、失敗が期待されます。

  • 動的応力の大きさを決定する
  • S-N カーブを使用して、サイクルを失敗に見つける
  • 各振動レベルに対するダメージを計算
  • 疲労寿命を予測するダメージを大量に