對每個設計進行物理測試明顯是不現實的。在多數應用中，疲勞**壽命設計需要預測零部件的疲勞壽命，從而確定預測的工況載荷和材料。計算機輔助工程(CAE) 程序使用三種主要方法確定總體疲勞壽命。這些方法是：

　　· 應力壽命方法(SN)

　　這種方法僅基于應力水平，只使用Wöhler 方法。盡管不適用于包含塑性部位的零部件，低周疲勞的**度也乏善可陳，但這種方法*容易實施，有豐富的數據可供使用，并且在高周疲勞中有良好的效果。

　　· 應變壽命(EN)

　　這種方法可以對局部區(qū)域的塑性變形進行更詳細的分析，非常適合低周疲勞應用。但是，結果存在一些不確性。

　　· 線性彈性破壞力學(LEFM)

　　這種方法假設裂縫已經存在并且被檢測到，然后根據應力強度預測裂縫的增長。借助計算機代碼和定期檢查，這種方法對大型結構很實用。由于易于實施并且有大量的材料數據可用，SN 是*常用的方法。

　　設計人員使用SN 方法計算疲勞壽命

　　在計算疲勞壽命時，應考慮等幅載荷和變幅載荷。

　　這種方法假設零部件在恒定的幅度、恒定的平均應力載荷周期下工作。通過使用SN 曲線，設計人員可以快速計算導致零部件發(fā)生失效的此類周期數量。而對于零部件需要在多種載荷下工作的情況，則可采用Miner 規(guī)則來計算每種載荷情況的損壞結果，并將所有這些損壞結果合并起來獲得一個總體的破壞值。

　　其結果稱為“損壞因子”，是一個失效分數值。零部件在D = 1.0 時發(fā)生失效，因此，如果D = 0.35，該零部件的壽命已經消耗了35%。這一理論還認為由應力周期導致的損壞與損壞在載荷歷史的哪個位置發(fā)生無關，并且損壞積累速度與應力水平無關。

　　這種方法假設零部件在恒定的幅度、恒定的平均應力載荷周期下工作。通過使用SN 曲線，設計人員可以快速計算導致零部件發(fā)生失效的此類周期數量。

　　而對于零部件需要在多種載荷下工作的情況，則可采用Miner 規(guī)則來計算每種載荷情況的損壞結果，并將所有這些損壞結果合并起來獲得一個總體的破壞值。其結果稱為“損壞因子”，是一個失效分數值。零部件在D = 1.0 時發(fā)生失效，因此，如果D = 0.35，該零部件的壽命已經消耗了35%。這一理論還認為由應力周期導致的損壞與損壞在載荷歷史的哪個位置發(fā)生無關，并且損壞積累速度與應力水平??關。

　　在真實的環(huán)境條件下，多數零部件承載的載荷歷史是不斷變化的，幅度和平均應力都是如此。因此，更為通用和現實的方法需要考慮變幅載荷，在這種情況下，應力盡管隨著時間循環(huán)反復，但其幅度是變化的，這就有可能將應力分解成載荷“塊”。在處理這種類型的載荷時，工程師使用一種稱為“雨流法計數”的技術。附錄B 討論如何研究FEA 疲勞結果，它就雨流法計數提供了更多信息。

　　在通過SN 方法研究疲勞方面，FEA 提供了一些非常優(yōu)良的工具，這是因為輸入由線彈性應力場組成，并且FEA 能夠處理多種載荷情況交互作用的可能情形。如果要計算*壞情況的載荷環(huán)境（這是一種典型方法），系統(tǒng)可以提供大量不同的疲勞計算結果，包括壽命周期圖、破壞圖以及**系數圖。此外，FEA 可以提供較小主要交替應力除以較大主要交替應力的比率的圖解（稱為雙軸性指示圖），以及雨流矩陣圖。后者是一個3D 直方圖，其中的X 和Y 軸代表交替應力和平均應力，Z 軸代表每個箱所計的周期數。