I6-01 振动、热冲击与压力脉冲耐久设计

课程代码 I6-01 · 板块 I 结构设计与工程化 / 可靠性与耐久设计 适合对象 结构 / 试验 / CAE 工程师；做支架、管路、换热器耐久与 DVP 验证的人（必修） 时长 约 4.5 小时（8 讲） 前置 I4-01 支架/悬置/减振结构设计；J5-03 随机振动与疲劳仿真；体系外前置（需自备）：材料力学 / 疲劳基础 本讲义定位 讲师授课蓝本 / 学员自学讲义，是 I6-01 大纲的完整展开版

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引言：看起来最狠的台架，可能正在放水——而且它一定会全过

一张 DVP 表评审到耐久那几行，总会听到同一类话：「振动比热冲击严，先做振动」「我们的台架比实车狠多了，肯定保守」「量级再加一档，时间就能压一半」。这类话有一个共同的毛病：它们在量纲上就不成立。热管理件身上的交变载荷有四类：机械振动记在 g²/Hz 上，温度循环记在 K 上，压力脉冲记在 MPa 上；阀与执行器身上还有第四类「机械动作循环」，记在次上——它的谱源不在路面、不在环境、也不在压缩机，而在控制策略，同一硬件在不同标定下动作次数可以差出数倍。四个量纲彼此不可比、不可加、不可等效：「哪个更严」这个问题，在把四类载荷折成同一种通货之前没有答案。而 DVP 要回答的每一个问题——先做哪个、台架跑多少循环、够不够——都需要一个可比的量。答错的代价在两头都真实存在：过设计费钱，欠设计召回。

本课交出三件可以摆上桌、可以被下一个人复核的纸面产物：一张载荷谱账（四类载荷 × 每类的谱形式、谱源与取数口径）、一本损伤账（逐失效位置 × 逐载荷类 × 曲线与应力口径）、一份台架当量方案（当量循环数 + 三项证据 + 被本次加速排除在外的失效模式清单）。全课的产物停在量级估算、方向判断与记账口径这一层，达标与否的判定一律靠仿真与实测，本课不做。

第一条结论是：四类载荷之间唯一合法的换算通货是「损伤」，不是量级，不是时间，也不是「更严」。把四类载荷摆进同一张 DVP 表、排出先后、定出台架循环数，唯一合法的通道是：各自先按各自机理的寿命关系折成无量纲的损伤 D——Miner 线性累积损伤，D＝Σ(nᵢ/Nᵢ)，把谱里每一级载荷实际经历的循环数，除以该级单独作用下能扛的循环数，逐级累加（分子分母怎么取、这条式子的三条适用条件，第 2 讲立账本时逐项讲）——再在同一本账上做加减。于是全课每一个动作都在回答同一个问题：这一步是在往哪本账上记损伤？而一本损伤账有三个坐标，缺一不可：① 记在哪个失效位置 ② 用哪一条 S-N／ε-N 曲线 ③ 用哪一种应力（应变／次数）口径。三个坐标不齐的数不许进账。还有一条要在第一天就说清楚：D 是逐失效位置记的，不同位置的 D 不相加，D 不是这件产品的「健康分」；就像「这栋楼的温度」没有意义一样，没有位置的 D 没有意义。全课的骨架就是这本账：引言点题，第 2 讲立账本，第 3~6 讲四类载荷各自记账，第 7 讲讲账与账之间怎么互相改输入，第 8 讲把账结平成台架循环数，动手做把这本账交出来。

第二条结论是：加速试验的合法性只有一条判据，就是机理不变；而「机理不变」要拿证据来说，它不是加速方案自带的属性。损伤等效允许放大量级、缩短时间，它成立的前提是放大之后失效模式、失效位置、寿命关系的指数三样都没变。一旦越过物理转折——弹性进塑性、钎料／焊料进蠕变或过热软化、密封件超温、刚度退化把共振点挪走——Basquin／Coffin-Manson 的适用条件就已经不成立，而公式照样出数、台架照样跑完、结论照样是「通过」：失效不会以报错的形式出现。所以一份加速方案要交付的是一个数 + 三项证据：① 指数从哪来（与应力口径成对的那条曲线）；② 凭什么说机理没变（台架件的失效模式与失效位置，与场端失效件对照——「台架跑完没坏」不能算证据，它恰恰是加速放水时的标准表现）；③ 这套加速把哪些失效模式排除在外了、它们由谁验——蠕变、老化、压缩永久变形、腐蚀、缓蚀剂耗尽这类时间主导的失效不由循环计数，加严量级、压缩时长的加速里它们一个都不会出现（延伸阅读 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标／I6-03 腐蚀防护与环境适应性设计／I6-04 可靠性目标、分配与寿命数据统计（TMS 可靠性量化入门）），本课的责任是在方案里显式写出「它们不在本次加速的覆盖范围内」，而不是替它们定判据。

接下来是一个常见的读反：「台架加严 ＝ 更保守」其实是反的。损伤等效台架的保守方向完全由寿命关系的指数决定，而指数取错时，台架会在「看起来更狠」的外表下变成放水，并且它一定会全过。日常直觉是「我把量级提上去，这比实车狠多了」，狠就等于保守；而当量循环数是解出来的，不是拍出来的：N_台架＝N_整车·(Δ_整车/Δ_台架)^指数——N_整车 是整车寿命期谱对应的循环数，N_台架 是台架要跑的当量循环数，Δ 是载荷量级。台架必然加严，括号里恒小于 1，于是指数取得越大，台架循环数算得越少，方向朝着危险侧。指数是一个单方向的放大器：高估一点点，试验量成倍地少，而台架看上去更狠。这条方向可以当场自证，不需要查任何数据，做一次纯算术就够了：括号取 0.5 时，指数 3 对应 0.5³＝1/8，指数 5 对应 0.5⁵＝1/32，指数只动了 2，台架循环数就掉到原来的四分之一。0.5、3、5 是纯算术示例数，不含任何平台、材料或工况信息，不得读成「指数取 3 或 5 是推荐值」。由此得到本课唯一一条不给数也能立住的硬判据：指数不确定时取下界，不取中位，也就是往台架循环数变多的方向取；在本项目标定数据到来之前，这是唯一安全的默认动作。把指数当成「精度参数」去讨论取值合不合理，是对它最深的误读，因为它是方向开关：第 2 讲给数学，第 8 讲收口，误区节与案例还要各强调一次。

全课八讲，都在为同一本账干活。第 1 讲把载荷的全集画出来：四类交变载荷按「谱源在哪、进不进 Miner」重新分类，四类之外还有四整类必须显式列出——装配与制造引入的定载荷与残余应力、一次性极值事件、时间主导载荷、流致与介质侧激励；一条载荷进来按四问分流到本课或别课；雨流计数把连续历程压成级别谱时丢掉了什么；以及一条口径切分——本课只讲「谱怎么算成寿命」，「谱从哪条路来」在 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环，代表性与严酷度是两个不同的量，不得互相替代。第 2 讲立账本：高周与低周的分界在塑性应变占不占主导，而不在循环数；「疲劳极限」在变幅载荷下不成立；Miner 的三条适用条件与名义判据 D＝1 为什么不是工程目标；平均应力修正；缺口与接头必须折减；口径与曲线必须成对；疲劳与磨损的划界。第 3 讲给机械振动记账：从 PSD 到输入总级、再经共振响应折到损伤的整条链，三段法在哪一侧偏乐观，以及两处最容易读反的地方——「一阶模态避开激励带就没有振动疲劳」在随机振动下不成立（共振是放大器，不是开关），输入总级也不等于应力。第 4 讲给温度循环记账：CTE 失配的界面剪应力量级估算、Coffin-Manson 两种写法的指数符号一反方向就反、保温时间是热冲击给不了的那个变量（所以「做了热冲击就不用做温度循环」是反的）、热疲劳薄弱点沿四个条件求交集而不是找温度最高的地方。第 5 讲给压力脉冲记账：五支来源——三支周期性脉动、一支瞬态尖峰（阀切换水锤，它不是脉动，按一次性极值事件记、不进 Miner）、一支根本不是脉冲的水侧冻结膨胀；压力循环疲劳与爆破余量是两条判据链，不得互推；气蚀是材料去除、不进 Miner；另有第六支管路流激振动——它经介质进来，账却记进振动那一列（口径是弯曲应力、不是环向应力），两本账都容易把它推给对方，本讲把归属写死。第 6 讲给第四类载荷记账：机械动作循环按次数直接计数、不做雨流；取数只有一条合法来源，就是控制策略的真实标定值；阀与执行器上疲劳与磨损双轨并存；以及它与前三类最重要的不对称——这一类没有损伤等效可做，台架次数不得低于寿命期预算动作次数。第 7 讲讲账与账之间怎么互相改输入：耦合有五种，不只「同时叠加」一种——同时、顺序、状态、路径、反向，后四种决定的是试验怎么排；失效模式排序的对象是「位置 × 载荷类」的格子，而排序若在关键输入的合理范围内会翻转，就不可用于决策。第 8 讲把账结平：解损伤等效方程定台架当量循环数、按「一个数 + 三项证据」交付；DVP 排布回答三个问题（顺序／复合还是串行／样本量）；失效判据是八类而不是四类；仿真与台架的相关性验证比的是失效位置与失效模式，而不是寿命数值；凡引标准一律只写标准号与去哪查，引用前先核它自己的适用对象。最后用电动压缩机支架的案例把整条链走一遍——两个成因同时成立，只查一个就会得出「加筋就够了」；动手做交付一页支架耐久评估表，它就是这本损伤账。

最后把边界划清楚。这是一门「把四类交变载荷折成寿命、再折成台架当量循环数」的设计侧记账课，它不是仿真执行课，不是试验执行课，不是接头 S-N 标定课，不是磨损定寿课，也不是可靠性统计课。相邻的每一块都已有属主：谱从哪条路来（试验场强化路块编排、用户关联路谱的市场采样与代表性、等效里程折算）在 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环；台架的执行、安装点差异、复合谱台架与失效分析在 L1-04 振动、热冲击与耐久台架试验；模态、随机振动疲劳与热应力的仿真执行在 J5-03 振动、模态与随机振动疲劳／J5-02 热应力、热变形与热疲劳仿真；Miles 响应式的推导与算例、坎贝尔图与定向调频在 I4-03 模态、共振规避与结构 NVH 设计；接头的三级应力口径与自建 S-N 在 J5-07 钎缝/焊缝接头的疲劳评价方法：三级应力口径、等效结构应力法与自建 S-N；熔焊接头的静强度折减与热影响区软化带位置在 H3-06 铝弧焊（TIG/MIG/CMT）与焊接接头静强度：热管理件的结构焊路线；磨损与动作次数定寿在 I6-05 磨损与动作次数定寿：耗损失效的第四机理、跨部件判据与动作耐久验证；密封老化与 Arrhenius 加速在 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标；腐蚀在 I6-03 腐蚀防护与环境适应性设计；Weibull、样本量与 AF 置信传递在 I6-04 可靠性目标、分配与寿命数据统计（TMS 可靠性量化入门）；支架结构设计本身在 I4-01 支架、悬置与减振结构设计。还有一条读法约定：到本课来找「台架该跑多少循环」「损伤目标取多少」「哪一档严酷度」的读者，拿到的不会是一个可以直接填进 DVP 的准确值——台架循环数是解出来的、严酷度是标准条款（本课只写去哪查）；损伤目标 D_target 与两个进幂次的指数（ζ、m／q）本课给的是典型区间、常见值锚点与拿到它的路，用途是「标定值到来之前让账先开起来且偏在安全侧」，这些都是典型值，不是验收依据，你的平台须实测或标定确认；本课也不是「照标准挑一档严酷度」的查表课，引用到的标准一律只写标准号与去哪查，不复述任何限值与条款内容，版次与年份以现行目录为准、引用前须核。本课交付的是怎么分类、怎么记账、怎么判方向、怎么把方案写成可复核的形式这一整套口径与判据；把它套到你自己平台的谱、曲线与标定值上，那些数才会长出来。「不给数」在这门课里是合格答案，不是缺陷。

第 1 讲　四类载荷从哪来：先把全集画对，再把谱记全

引言已经立下第一条结论：四类载荷之间唯一合法的换算通货是损伤 D，而每一笔 D 都要带「位置／曲线／口径」三个坐标才许进账。但在第一笔损伤进账之前，还有一个更早的问题要答对，就是这件产品身上到底有哪些载荷、各自从哪来、以什么形式交到你手上。这一讲交付的是载荷谱账的结构：谱源、谱形式与取数口径。结构错了，后面算得再准也是白算，因为漏掉的那一类载荷不会在任何一张台架清单上出现，它是整类地消失，而账面看起来是齐的。

1.1 分类线索定在「谱源在哪、进不进 Miner」，不是「作用在什么物理量上」

把载荷摆出来，最顺手的线索是「它作用在什么物理量上」：加速度一类、温度一类、压力一类、动作次数一类，四类，看起来齐了。本课不用这条线索。原因不是它不对，而是它漏东西的方式特别隐蔽：沿「交变的物理量」枚举，被漏掉的载荷不会以「表上少了一行」的形式暴露，它们是整类不出现，而清单本身看起来是完整的。

本课改按「谱源在哪、以及它进不进 Miner」重画这个全集。重画之后一共八类，前四类就是大家熟悉的那四类，后四类是沿旧线索必然漏掉的：

• ① 机械振动：谱源是路面、动力总成与电驱、风扇与泵，经安装点进来；
• ② 热循环与热冲击：谱源是环境、工况自热、启停、快充放热；
• ③ 压力脉冲：谱源是压缩机排气脉动、泵、快充压力波动、阀切换水锤，经介质进来；
• ④ 机械动作循环：谱源是控制策略，不在上面任何一条线索上；
• ⑤ 装配与制造引入的定载荷与残余应力：它不是交变量，但它决定平均应力，直接改 Goodman／Gerber 修正后的许用幅值，沿「交变」这条线枚举必漏；
• ⑥ 一次性极值事件：碰撞、跌落、误操作、堵转、液击、运输与仓储振动、维修拆装。它们不进 Miner（不成循环），但会改变此后的 S-N（预塑性、涂层破坏、微裂纹）；
• ⑦ 时间主导载荷：螺栓松弛、蠕变、老化、腐蚀、缓蚀剂耗尽。它们不由循环计数，加速模型也不是 Miner，归 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标／I6-03 腐蚀防护与环境适应性设计；本课的责任是把它们列出来并显式声明「不在本课的加速范围内」；
• ⑧ 流致与介质侧激励：管路流激振动、气蚀、水锤、冻结膨胀。它经液柱传，不出现在整车加速度功率谱密度（PSD）里，安装点上量不到。

其中 ⑤⑥⑦⑧ 四类是本课为把账记全而补入的归纳，并不是行业通行的载荷分类。你在别处的载荷清单里多半看不到它们，这正是要把它们写进表里的理由。

工程上，这个全集就是一张八行的表，每行四个格：谱源在哪／怎么计数／进不进 Miner／不进的话去哪。

载荷类	谱源在哪	怎么计数	进不进 Miner ／ 不进的话去哪
① 机械振动	路面／动力总成与电驱／风扇与泵，经安装点进来	雨流压成级别谱（见 1.8）	进；本课第 3 讲记账
② 热循环与热冲击	环境昼夜与季节／工况自热／启停／快充放热	按温度循环计数，四个必填字段（见 1.4）	进（低周侧配 Coffin-Manson）；本课第 4 讲记账
③ 压力脉冲	压缩机排气脉动／泵／快充压力波动／阀切换水锤，经介质进来	雨流压成级别谱；水锤尖峰单独作极值事件记	进；本课第 5 讲记账
④ 机械动作循环	控制策略的切换频次	按次数直接计数，不做雨流	进（按次数记账）；本课第 6 讲记账
⑤ 定载荷与残余应力	装配与制造（预紧、强迫装配、冷拉、焊接／钎焊残余应力）	不交变、无计数	不进，进平均应力项，第 2 讲 Goodman／Gerber 修正用
⑥ 一次性极值事件	碰撞、跌落、误操作、堵转、液击、运输与仓储振动、维修拆装	单次事件，不成循环	不进，但改变此后的 S-N；损伤账里留列（见 1.7）
⑦ 时间主导载荷	螺栓松弛（此处指时间-温度驱动的应力松弛；振动驱动的松动回松另属本课判据，见 3.7）、蠕变、老化、腐蚀、缓蚀剂耗尽	按时间累积，不按循环	不进；去 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标／I6-03 腐蚀防护与环境适应性设计，方案里显式声明不在本课范围内
⑧ 流致与介质侧激励	管路流激振动、气蚀、水锤、冻结膨胀，经液柱传	逐支判：脉动按循环；水锤尖峰与冻结膨胀按一次性事件记；气蚀不折循环，它属于材料去除、不属于疲劳	脉动侧并入压力脉冲账（第 5 讲）；流激振动进振动账、不进压力账，口径是管路的弯曲应力、不是环向应力，谱要在管路上量（第 5 讲 5.7）；气蚀整类出本课的 Miner 账，本课只给形貌判别入口（第 5 讲 5.5），定寿与加速去 I6-05 磨损与动作次数定寿：耗损失效的第四机理、跨部件判据与动作耐久验证；这一类整类在安装点加速度谱里量不到，要在介质链或管路自身上量（见 1.9）

分不清一条载荷落进哪一类时，不要按名字猜，按判据走。分流判据只有四问，且顺序固定：先判交变，再判计数方式，再判失效物理，最后判频率相关性。图 3 把它画成一条分流链。

拿几条具体载荷走一遍：螺栓预紧在第一问就出去（不交变，属定载荷，进平均应力项）；缓蚀剂耗尽在第二问出去（不由循环计数，属时间主导，去 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标／I6-03 腐蚀防护与环境适应性设计）；阀芯与阀座的磨损在第三问出去（失效不是材料内部的损伤累积，而是接触界面的材料去除，去 I6-05 磨损与动作次数定寿：耗损失效的第四机理、跨部件判据与动作耐久验证）；冷却液冻结在「循环还是单次」上出去（一次性极值事件）；快充压力波动四问全「是」，落进本课范围。每条载荷应当落到唯一一个出口。落不到唯一出口，说明这条载荷还没拆干净，比如把「阀动作」当一条载荷记，它其实同时含动作循环与磨损两件事，各走各的口。

这里有一处容易读错的地方：「不进 Miner」并不等于「不用管」。⑤ 决定第 2 讲平均应力修正的输入；⑥ 决定「这条 S-N 曲线此后还是不是原来那条」；⑦⑧ 决定你的加速方案漏掉了什么。未列入的载荷不会因为没被列而不存在，所以本课的做法是全部列出来：在本课范围内的记账，不在本课范围内的写明去哪一门课。这份「排除清单」到第 8 讲会成为台架方案的必交件之一。

1.2 四类的谱，连横轴都不是同一个量

进入各类细节之前，先并排看一眼四类载荷的谱各自长什么样。重点不在曲线形状，在坐标轴。

机械振动交付的是以频率为横轴的加速度 PSD（g²/Hz）；热载荷交付的是以时间为横轴的温度历程（K）；压力脉冲交付的是以时间为横轴的压力历程（MPa），周期脉动上可能叠着瞬态尖峰；机械动作交付的是以事件为单位的离散计数（次）。四条谱连横轴都不是同一个量，这就是引言第一条结论的物理起点：「振动更狠还是热更狠」在折成损伤之前没有答案，量纲不允许它有答案。评审会上直接给四类载荷排「谁更严」的先后，是在给四个不可比的量排序；合法的排序只能发生在第 8 讲，各自折成 D 之后。

1.3 机械振动：三支谱源，经安装点进来

经安装点进入被评估件的机械振动谱源有三支，交付形式是加速度 PSD 与频带：

• 路面激励：宽带随机，与车速和路面等级相关；
• 动力总成与电驱：阶次激励，也就是转速的整数倍与电磁阶次，随转速在频率轴上扫成带；
• 风扇与泵：叶片通过频率（BPF）与其谐波，是线谱。

三支必须分开列，因为它们的谱形状完全不同，宽带随机对线谱。而后面选哪套等损伤判据（随机侧的三段法／频域法，还是恒幅处理），直接取决于这一点，第 3 讲展开。三支混成一条「总谱」交付，选判据这一步就没有依据了。

还要留意：「经安装点进来的有三支」并不等于「振动账里只有三支」。全集第 ⑧ 类里的管路流激振动也是振动、也进振动这本账，但它的激励沿液柱与介质流动而来，在安装点的加速度谱里量不到（1.9 会给出这条链）。它是本讲最容易整支丢掉的一支：按谱源枚举时它不在安装点上，按压力枚举时它的应力口径又不是环向应力（第 5 讲 5.2），于是两本账都可能把它推给对方。它的账与量测位置在 5.7 单独交代。

工程交付上，谱型与量级是平台相关量，取决于安装位置、路面与工况，须由整车路谱采集确定，本课不给数。本课的要求只有一条结构性的：三支分开列，各注明来源与采集口径。

容易出错的地方有两条。① 把一条「整车 PSD」当成安装点上的输入。PSD 随测点位置变化很大，安装点差异见 L1-04 振动、热冲击与耐久台架试验；你要的是这个件自己的安装点上的谱，不是车身上随便哪个测点的谱。② 只取一条「最严工况」的谱。寿命是全谱累积的，高速工况的谱再严，也替代不了城市工况里积累的那一大堆循环。

1.4 热载荷：四支谱源，一张谱四个必填字段，三层分开记

热载荷的谱源有四支：环境昼夜与季节、工况自热、启停、快充放热。交付形式是温度循环谱，而这张谱有四个必填字段：ΔT × 次数 × 升降速率 × 保温时间，不是 ΔT 和次数两个。

四个字段各自不可替代。ΔT 决定应变幅，进低周疲劳的寿命关系（第 4 讲用 Coffin-Manson 记这笔账）；保温时间决定保温段里的蠕变与应力松弛，疲劳寿命式里没有这一项的位置，它只能靠谱里这个字段单独携带；升降速率决定件内是均温还是梯度，速率快到一定程度，打的就是厚度方向来不及均温的瞬态梯度应力，那是热冲击的领域。三者主导的失效不是同一个，谁缺了字段，谁的那类失效就从账上消失。

记法上再加一条结构要求：把整车寿命期的温度历程按循环周期的量级分三层记，也就是大循环（季节与驻车）、中循环（每次行车）、小循环（快充、加热器通断）。每层各自的次数与温区是平台相关量，由整车侧给定并随谱一起交付，本课不给数；本课给的是这个三层、每层四字段的结构。

常见的读反是只记 ΔT 与次数。那样写出来的谱，热冲击与温度循环长得一模一样，而它们打的不是同一个失效。这条分水岭第 4 讲展开，那里会破「热冲击更严，做了热冲击就不用做温度循环」这句反话。第 1 讲的责任是把四个字段钉成必填：缺字段的温度谱不收。

1.5 压力脉冲：五支来源——三支脉动、一支瞬态尖峰、一支根本不是脉冲

压力载荷的谱源要分五支记。前三支是周期性脉动：压缩机排气脉动（有基频与谐波，与转速成阶次关系）、泵、快充压力波动。第四支是瞬态尖峰：阀切换水锤，也就是阀快关引起的压力波，幅值与关闭时间和液柱长度有关。第五支根本不是脉冲：水侧冻结膨胀，是一次性的体积约束加载，按一次性极值事件记，不进 Miner。

五支必须分源，因为它们的幅值-频率结构完全不同。把它们混在一个「压力循环」字段里，雨流压缩会把尖峰和脉动一起吃掉，而尖峰的幅值可能比脉动高一个台阶，它可能正是决定性的那一次加载（雨流丢掉了什么，1.8 展开）。

工程交付上，幅值与频率是平台相关量，取决于压缩机与泵的型式与转速、管路布置与液柱长度、阀关闭时间，须由实测或系统仿真确定，本课不给数。本课的要求是分源记录，并各注明测点，也就是高压侧、低压侧、泵出口、换热器进出口。高低压侧的脉动幅值差别很大，测点不写明，这条谱就没法复核。

容易出错的地方：在安装点的加速度 PSD 里找压力脉冲。它经介质传，沿制冷剂或冷却液的液柱走，加速度传感器上量不到；反过来，压力传感器也告诉不了你振动。这两条传导链是物理上分开的两条路，1.9 把它们画开。

1.6 机械动作循环：谱源在控制策略手里

第四类交变载荷是机械动作循环：阀芯往复与阀座密封面、执行器减速齿轮与丝杆、泵与压缩机启停（含启动浪涌与油膜建立前的干摩擦）、风门执行器全行程往复。它的谱源既不在路面、不在环境、也不在压缩机，而在控制策略：动作次数由标定里的切换逻辑决定。

谱源在控制策略，带来三个别的载荷类都没有的后果：

1. 它不能从路谱或环境谱推出来，只能从控制策略的切换频次统计里取数；
2. 同一件硬件换一版标定，动作次数可差数倍，所以标定改版，这本寿命账要重算；
3. 它是四类里唯一由本企业自己决定的载荷，可以通过改标定去降载荷，而路面与环境你改不了。

工程交付上，寿命期预算动作次数是平台相关量，本课不给数；取数口径与统计窗口引 K3-13 模式表/场景表与仲裁规则的静态体检：可达性、死锁与切换质量 的切换质量指标（切换扰动幅度、每小时抖动次数、执行器动作次数），控制侧的动作配额引 K6-02 空调与制冷系统标定／K6-03 电池热管理标定。

容易出错的地方：拿「台架上按最坏标定跑」代替「与控制侧约定一个配额」。前者会把硬件做成过设计，最坏标定下的动作次数可能是正常标定的数倍，你在为一个不该存在的用法买单；后者才是这类载荷的正解。这是四类载荷里唯一一处可以谈判的载荷：谈判对象是控制策略，谈判结果，也就是依据哪一版标定的哪一个配额，要写进寿命账，标定改版即触发复算。这一类的记账与台架当量，第 6 讲展开。

1.7 谱之外还要记两列：定载荷与残余应力、一次性极值事件

四类交变载荷的谱记齐之后，损伤账上还必须留两列谱之外的输入。它们都不产生循环，但都改变循环载荷的后果。

第一列是装配与制造引入的定载荷与残余应力：螺栓预紧、装配错位与强迫装配、管路冷拉、焊接／钎焊残余应力。它们不交变，进不了任何一张谱；但它们决定平均应力，第 2 讲的 Goodman／Gerber 修正拿它当直接输入。同样的应力幅，骑在不同的平均应力上，许用的寿命完全不同。

第二列是一次性极值事件：碰撞、跌落、堵转、液击、运输与仓储振动、维修拆装。它们不产生循环、不进 Miner，但会留下塑性区、微裂纹或涂层破坏，于是此后的 S-N 曲线不再是原来那条。极值事件发生之前算的账，事件之后要重新问一遍还算不算数。

两列的具体数值都是平台相关量，本课不给数；本课的要求是在损伤账里各留一列，每行写明三件事：有没有、量到没有、由谁给。

容易出错的地方：把它们当成「不是耐久的事」而不记。没记的那一项不会被任何一次试验覆盖，台架照谱跑，谱里没有的东西，台架不会替你补上。

1.8 雨流计数：换来级别谱，丢掉顺序与频率

四类载荷里凡走「循环计数」的，从实测到损伤账中间都隔着一步：实测历程是连续的、不规则的，而 Miner 的输入必须是「每一级各多少次」。雨流计数就是这一步：把一条不规则的应力-时间历程拆成一组闭合的迟滞环，输出「幅值-均值-计数」三列的级别谱。不做这一步，损伤账就没有分子（Miner 式的完整写法第 2 讲给）。

级别谱的分档数与量化步长会影响结果，具体取法是工具与项目的约定（nCode GlyphWorks 一类工具侧的设置，台架侧口径见 L1-04 振动、热冲击与耐久台架试验），本课不给数。要在这一讲记住的是另一件事：雨流是一笔交易，它换来了 Miner 的输入，代价是丢掉两样信息，而这两样恰好是某些失效需要的。由此有三个容易出错的地方：

1. 顺序没了。级别谱里只剩「每级多少次」，先大后小与先小后大在谱上一模一样，而顺序效应真实存在，第 2 讲讲 Miner 的适用范围时回到这一条；
2. 频率没了。频率相关的失效，比如蠕变、自发热、粘弹性，它们的损伤不只看「多少次」，还看「多快、多久」；对这类失效，拿雨流后的级别谱去做加速，从这一步起就已经错了；
3. 机械动作循环不做雨流。雨流的输入是连续的应力-时间历程；阀开一次、执行器走一个全行程，本来就是可数的离散事件，按次数直接计数（1.6），硬套雨流没有增益，反而把行程信息丢掉。

1.9 两条传导链：每类谱要在它自己的链上量

1.5 留了一个尾巴：为什么在安装点的加速度谱里找不到压力脉冲。答案是这两类载荷走的是物理上分开的两条传导链。

结构链是：路面、动力总成、风扇的激励经车身传到支架安装点，加速度传感器在那里量出加速度 PSD（g²/Hz）。介质链是：压缩机排气脉动、泵、阀快关水锤沿制冷剂或冷却液的液柱传到管壁，压力传感器在高压侧、低压侧、泵出口、换热器进出口量出压力谱（MPa）。两条链谱源不同、介质不同、测点不同、量纲不同，从一条链的读数推另一条，等于把两条不相干的链连起来。具体禁两件事：不要在安装点加速度谱里找压力脉冲，它不在那条链上；也不要因为压力侧平静就推断振动不严重，它们本来就互相看不见。

这也解释了 1.3 与 1.5 反复要求的「分源记录、注明测点」：测点写明，才知道这条谱量的是哪条链的哪一段；第 5 讲按这套测点分源算压力侧的损伤。

1.10 口径切分：谱从哪条路来是 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环 的事；谱没有口径声明，损伤账不许开

本课与上游的边界只认一种划法，不留含糊：

「谱从哪条路来」在 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环，试验场强化路块编排、用户关联路谱的市场采样与代表性、等效里程折算，都是那门课的事。本课接手的是已经拿到手的一条谱，负责把它压缩、折成损伤、再折成台架当量。

之所以要切开，是因为这两件事的失效方式完全不同。谱不代表用户，是采样问题（统计）；谱算错寿命，是模型问题（力学）。混在一起讲，读者会拿力学手段去修采样缺陷，而模型再精，修不了「采错了地方」。

据此，本课对上游只提两条要求：① 谱必须带采集口径，也就是测点、坐标系、采样率、抗混叠滤波；② 谱必须带代表性声明，也就是覆盖哪些用户群与路况。够不够，本课不判，那是 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环 的判。但本课自己立一条判据（这是本课自己的做法，不是标准或行业既有）：谱没有口径声明时，损伤账不许开。拿一条来路不明的谱去算 Miner，输出照样是一个看起来言之凿凿的 D，而损伤账不会替你验来路。

与此配套还有一条要在第 1 讲就立住的区分：「代表性」与「严酷度」是两个不同的量，不得互相替代。代表性问的是这条谱有没有覆盖真实用户的工况分布（采样问题）；严酷度问的是这条谱的量级放大了多少倍（加速问题）。两者正交：一条只在铺装路上采的谱，无论放大多少倍，都长不出坏路块里那种低频大幅值循环；而放大倍数越大，这个缺口在结果上被寿命关系的指数放大得越厉害。引言在破那条常见读反时提到的那台「单方向放大器」，对这个缺口同样工作。加严一条不代表性的谱，只会把错误放大。

容易出错的地方：用「我们的台架比实车严得多」去回答「这条谱够不够」。这是拿严酷度回答代表性，答非所问。判序固定：先判代表性，再谈加速；代表性的结论由 L4-06 整车耐久路试中的热管理验证：强化路谱、等效里程与失效闭环 给。这条切分与判序，第 8 讲结台架账时还会重申一次。

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到这里，载荷谱账的结构立起来了：八类载荷的全集、进账的四类、每类的谱源与谱形式、谱之外的两列输入、雨流这一步换来什么丢掉什么、两条传导链各自的测点口径、以及对上游谱的两条要求。这一讲从头到尾没有出现一个可代入的数，因为账的结构本来就不需要数。第 2 讲开始立损伤账本：位置／曲线／口径三个坐标怎么定，S-N 与 ε-N 怎么选，Miner 的适用范围在哪里，以及 1.7 记下的那一列定载荷与残余应力，在 Goodman／Gerber 修正里怎么进账。