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疲労 — CAE用語解説

Original: 疲労 — CAE用語解説 | 2026-01-15

疲労解析(Fatigue Analysis)

定義

疲労解析は、繰返し荷重による材料の累積損傷と寿命を予測する解析。機械部品の耐久性設計に不可欠。

S-N曲線(応力-寿命)

高サイクル疲労の基本:

$$ \sigma_a = \sigma_f' (2N_f)^b $$

$\sigma_a$: 応力振幅、$N_f$: 破壊までの繰返し数、$b$: 疲労強度指数

ε-N法(ひずみ-寿命)

低サイクル疲労:

$$ \frac{\Delta\varepsilon}{2} = \frac{\sigma_f'}{E}(2N_f)^b + \varepsilon_f'(2N_f)^c $$

Minerの累積損傷則

$$ D = \sum_{i=1}^{k} \frac{n_i}{N_{f,i}} \leq 1 $$

$D = 1$ で疲労破壊と判定(実際には$D = 0.5 \sim 2$でばらつく)

主要疲労解析ソフトウェア

ソフトウェア開発元/現在 fe-safeSafe Technology→Dassault Systèmes SIMULIA nCode DesignLifenCode→HBM (Spectris) Ansys Fatigue ToolAnsys Inc. FEMFATECS→Magna Steyr (Magna International)

Project NovaSolver — Practitioner-Driven R&D

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