Damage Matrix：计算载荷中，每一个载荷发生的概率之后，对损伤的贡献率是多少（随机载荷）。

疲劳计算核心：用静力学计算结果加上载荷谱产生和时间相关的应力变化历程。

疲劳计算其实是一种统计的概念，

Fatiue Tool-Stress Component（应力分量）：Signed Von Mises（带符号的等效应力）：一般选择这个选项比较好。

疲劳输出单位不是时间，而是一种循环（多少次循环，至于一次循环多少时间，这个是根据工况来的）。

Fatiue Tool-Damage（损伤）：Damage Life（自己设置，比如想看循环10000次之后的损伤就填10000）/寿命次数如果大于1，则说明结构用不到10000次就坏了：10000/18646。（因此，Damage Life算出后的最大值要小于1才可以）

Safty Factor（安全系数）：与损伤互为倒数：可用循环次数/要求循环次数，大于1说明安全—计算值最小要大于1！

Fatigue Tool：

1.Analysis Style（分析类型）：应力疲劳，应变疲劳。

2.Loading—Type（载荷谱类型）—Zero-ased（基于0的载荷谱）—0-1。

3.Loading—Ratio（载荷比值），Ratio=-1是对称载荷谱，Ratio=0时，是从0-1的载荷谱。Ratio=2，比例增大，Ratio是控制载荷谱的形状。

4.Loading—History Data：导入历程载荷谱（比如Matlab这类的或者随机测量的载荷谱dat）。这个时候载荷谱是实实在在的，因此前面施加载荷的时候不要施加峰值，施加单位力就可以了！这是与Ratio的本质区别。（Ratio是1乘以峰值，或者2乘以峰值，是个比例）。

5.平均应力修正（标准S—N曲线是在平均应力为0的情况下测得，如果平均迎应力不为0，则S—N要修正！：将平均应力不等于0的幅值用古德曼（Goodman）修正：只考虑有害的应力不考虑有益的应力，结果很保守以。如果平均应力为0则，修不修正度都一样，不会有差别。

Mean Stress Theory（平均应力修正）：Goodman

负平均应力有助于增加寿命反之不然。建议大家就使用古德曼取修正！！！

疲劳分析实例：

施加18000N是载荷谱的峰值（与时间，方向无关）。

1.建模。（定义材料，只有结构钢）

2.材料定义下的Aitermating Stress mean Stress（交替应力曲线），右边上面是点，下面是图（点的最后一个点的应力是对应图的最右边一个点，其应力是疲劳极限应力！，例子中是82.6MPa，比他小的话就认为没有损伤！大于82.6MPa的话最后云图就显示82.6MPa，这样的好处就是没有梯度变化。

3.Strain life Parameters（应变寿命分析数据）：强度系数，强度指数，塑性系数，塑性指数，循环强度系数，循环应变强化指数。（应力与应变疲劳分析过程是一样的）

4.得到准确的有限元结果！！（静力学分析，施加载荷，边界条件），应力最大值在哪里今后疲劳失效点也就出现在这个位置上！！！（也可以将最大应力处切出来，细化网格得到精确解为了求解疲劳寿命！！（注意，切分时候尽量选择圆形的，不要方形的，因为方形的有棱有角会有误差！！！之后进入分析模块，对分开来的运用六面体网格划分，打开中间结点，插入尺寸控制（网格大小尺寸）。

5.准确计算出最大应力之后，右击Solution（A5）—Fatigue—Fatigue  Tool（WB自带的疲劳设计工具）：

左下表第一个：Fatigue Strength Factor（疲劳强度系数）：综合考虑各个外部因素，比如模型尺寸，缺角等等，因此一般设置为0.9。（疲劳强度系数越小S—N曲线就越下降=疲劳强度极限就会下降。

第二个Loading：是添加载荷谱的类型：默认是对称循环（添加的载荷是18000N到-18000N之间循环）。

Scale Factor（放大比例系数）一般设置为1

右键Fatigue  Tool—Life就可以进行寿命计算了。（最小值是7664次循环就失效了）

Nf是循环次数。

应力疲劳和应变疲劳是最常用的！！！

疲劳计算大部分依赖与试验，完全是在进行数据的统计和处理。

1.线性疲劳累计损伤理论。

2.双线性累计损伤理论。（符合实际）

3.非线性累计损伤。

4.其他累计损伤理论。

实际的零件和查表格得到的S—N曲线有区别的，是略低于表格曲线。

疲劳强度系数（对大是1）

做疲劳损伤的操作很容易，但是要算准却很难！！！所以要做真正的疲劳是需要大量的数据支撑的。疲劳计算的学科就是半经验半理论的学科。

疲劳分析。静强度计算没有把时间考虑进去！！！

疲劳分析是考虑时间进去的！

有时候产品除了要满足强度要求外还要满足寿命要求，这个寿命要求就要通过疲劳分析了。

疲劳分析：把强度，应力和时间联系起来。

在给定的载荷变化规律下，我的结构能用多长时间，最终导致失效！WB自带的疲劳计算可以计算应力疲劳和应变疲劳！

结构失效的一个常见的原因是疲劳，其造成的破坏与重复加载有关。

应力循环变化（可能都在许用应力之内）但是循环加载的话就有可能失效了——疲劳。

疲劳计算的五个要素：第一种：上疲劳试验机测疲劳——但是成本太贵了！第二种：用计算机数值计算，

这其中要五个要素：1.需要有限元的结果。2.材料特性（S—N曲线。3.载荷谱（载荷谱与时间有关）。

一般是用静力学有限元结果的！很少用动力学结果！！！（关键是动力学没有施加历程载荷的方法）。

疲劳计算的难点：1.要有较为准确的有限元结果（有限元结果不准疲劳计算结果也是不准的）。2.S—N曲线（做实验，没条件的话只能通过别人的文献去估计）。3.载荷谱（通过实测，或者编辑）。

1.恒定幅值载荷。

2.变化振幅载荷（非恒定幅值载荷）。

3.比例载荷。

三、疲劳概述

1、疲劳失效为常见的失效形式，分高周疲劳（如应力疲劳，应力常小于极限应力）和低周疲劳（塑性变形中常伴随低周疲劳），

2、疲劳分析需要有限元分析结果、应力应变曲线、载荷谱。

3、载荷谱分为恒定和非恒定幅值载荷谱、比例和非比例载荷谱。

3、载荷谱的几个因子：应力比R=最小应力值/最大应力值，

                     平均应力=（最小应力值+最大应力值）/2,

                     应力幅 =（最大应力值-最小应力值）/2,

4，影响疲劳分析的三个因素：缺口形状效应、零件尺寸效应、表面状况。通常用疲劳强度因子（fatigue strength factor）综合考虑。

    5、workbench用的是线性损伤累积理论，及载荷对零件的损伤可以累加的。

疲劳分析材料数据

应力疲劳 s-n曲线 应力-寿命曲面（高周疲劳）

n 代表循环次数

线性表示 和 双对数显示

1e6 无限寿命

展示出应力幅与失效循环次数有限

应变疲劳分析 e-n曲线（低周疲劳）

疲劳累积损伤理论

s-n曲线 s是幅度 n是循环次数

线性疲劳累积损伤理论 假定材料各个应力水平下的疲劳损伤时独立的 可以线性叠加   miner法则

强度分析 疲劳分析（寿命时间）

循环加载  应力通常比材料的极限强度低 应力疲劳为高周疲劳

低周疲劳 塑性变形（累积） 外载大

五个要素

-有限元结果-材料特性-载荷步-计算引擎-查看

 对称循环载荷

脉动循环载荷

平均应力

应力比

疲劳分析：寿命分析

疲劳与时间相关，分为高频疲劳和低频疲劳。此时的应力通常比极限强度低，应力疲劳是高周疲劳，应变疲劳是低周疲劳。

软件分析五个要素：有限元结果FEM、材料特性（S-N/E-N)、载荷图（load），还有ansys计算的两个步骤

缺口形状效应

零件尺寸效应

表面状况

疲劳计算的五要素

后处理查看

静力学的结果加上载荷谱产生和时间相关的应力变化的历程，选择合适的应力分量进行转换，转换之后形成交替应力的复幅值去查看看S-N曲线，在基于线性miner准则计算损伤，然后 得到结果                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

损伤：指定设计寿命下的破坏程度，小于1，安全

安全系数：载荷的放大系数，大于1时，安全

双轴应力

等效交替应力=

平均应力修正

平均应力不等于零时修正

GOODMAN 强度极限进行转换 韧性金属

SODEBERRG 屈服极限进行转换

GERBE

S-N曲线

疲劳累积损伤理论：

S-N曲线的含义