レインフロー法
レインフロー法の特徴として、変動荷重を受けている材料の応力-ひずみ曲線と自然な対応関係を持つことが挙げられる。上記で説明した計数手順は、材料中の応力とひずみの関係を示す応力-ひずみ曲線と次のように関連付いている。
停止条件2が満たされて停止した雨だれは、必ず同じひずみ範囲の雨だれが1つ上の屋根に存在するので、そのひずみ範囲のサイクル数は、1/2サイクル + 1/2サイクル = 1サイクルとなる。例図の経路「2 → 3 → 2' 」はこの条件を満たす部分となっている。このときの応力-ひずみ曲線は、「2 → 3 → 2' 」で閉じたヒステリシスループが形成されている。
一方、停止条件1が満たされる、例図の経路「0 → 1」「1 → 4」「4 → 5」では、応力-ひずみ曲線は閉じたループを形成していない。既に説明したように、このような場合は、それぞれのひずみ範囲は1/2サイクルとして計数される。レインフロー法の土台となったレンジペア法や、その他の閉じたヒステリシスループを前提とした計数法では、閉じたヒステリシスループを形成しない範囲を計数できない欠点がある。これらに対してレインフロー法では、この問題を考慮し、閉じたヒステリシスループを形成していないひずみ範囲は1/2サイクルで計数することで解決している。
ひずみの時間変化が与えられたとき、レインフロー法では以下のような手順で疲労寿命に有効な成分を計数する。
前提条件
ひずみの変化を横軸に、時間経過を下向きに取り、ひずみ波形の尖頭値(ピーク値)を直線で結び、例図のようなグラフを考える。このグラフを多重になった屋根と見なす。
屋根の付け根(例図において番号が振ってある箇所)から、雨だれが流れ落ちるとする。
上の方の屋根付け根から先に、雨だれが流れ始めるとする。
流れる雨だれは下記の停止条件が満たされるまでは、別の屋根に落ちた後でも流れ続けるとする。
ある付け根からの雨だれが停止したら、1つ下の付け根(例図の場合は次の番号)から、次の雨だれが流れ始めるとする。
右向きに流れる雨だれの停止条件
その雨だれの開始地点の屋根付け根よりも、さらに左側に位置する付け根が出てきたら、その雨だれは停止する。(例図における0から流れる雨だれは、0よりも左にある2が出現したところで停止)
または、同じ屋根の面を先行の雨だれが流れていたら、その雨だれは先行の雨だれとぶつかった時点で停止する。