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阿陽的疲勞計算簡明教程，本系列博客僅用於個人學習，除此之外，無其他任何用途。
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因個人能力有限，該系列博客難免有所疏漏/錯誤，不妥之處還請各位批評指正。
一、前沿
英國恩科 (nCode) 國際有限公司是國際著名的疲勞耐久性工程專業公司和技術領導者。自 80 年代公司成立至今，引導並推動了疲勞理論在工業領域中的應用及其發展。
1.1 疲勞分析流程
結構疲勞分析主要由三個關鍵步驟組成，即前處理、計算求解和後處理，如下圖所示：
前處理主要目的是爲疲勞求解器準備各種輸入數據，如單位荷載作用下的有限元應力場結果文件、疲勞荷載時序及材料的 SN 曲線信息等。
求解器接收上述輸入信息後，並根據用戶的相關求解要求，完成疲勞強度計算並輸出計算結果，供用戶進行後處理。前處理及後處理用戶起主導作用，計算任務提交後計算機自動完成疲勞計算，求解過程 nCode 起主導作用。
用戶根據求解器的計算結果可繪製疲勞損傷雲圖，熱點位置處詳細計算結果的探查等操作。
1.2 DesignLife GUI
nCode/DesignLife 作爲一個疲勞分析模塊已集成到 ANSYS 內，其可經由 ANSYS 訪問，亦可單獨訪問，其界面如下圖所示：
1.3 DesignLife 運行邏輯
DesignLife 工作流通過一組由線連接的 圖形符號 (Glyph) 定義。圖形符號主要執行以下操作：輸入有限元結果、輸入疲勞屬性、輸入載荷、執行疲勞計算、疲勞結果繪圖、疲勞結果列表、創建報告等。(Create a DesignLife flow, as shown below.)
用戶從 圖形符號控制板 中將需要的圖形符號拖動到 工作區 (workspace) 中，通過圖形符號上的 方塊 (pad) 建立圖形符號間數據傳輸的 通道(pipe) ，這樣就完成了一個疲勞分析流程的搭建。
數據在通道中流動，由一個圖形符號(程序)傳遞給另個一圖形符號(程序)，數據在每個圖形符號內會得到相應的處理，最終得到疲勞分析結果。
各種輸入數據(有限元計算結果、疲勞荷載時序、材料SN曲線)相當於原材料，圖像符號相當於各生產工序，通道相當於傳送帶，原材料經傳送帶依次經過各生產工序的加工處理，最終得到能被消費者使用的商品。
程序和數據是相互分開的項目，二者之間是有區別的。(程序相當於函數即算法/分析模板)
程序包括圖形符號、連線和屬性，不包括數據，程序可以以 .flo 文件形式儲存，七個預定義的程序均爲 .flo 文件。
數據在程序中流動，數據可以是時序、直方圖、有限元結果等等。
DesignLife 數據庫文件（.fdb 文件）包括程序和數據。（程序和數據共同以 .fdb 文件的形式保存）
整個 DesignLife 程序稱爲一個工作流，在程序中，圖形符號表示了一個操作塊，在方塊上通過連線連接，右擊進入屬性。程序包括圖形符號、連線和屬性，數據在程序間流動，存儲在 .flo 文件中。
1.4 方塊顏色
方塊根據所需傳遞數據的種類進行顏色編碼，具體含義如下圖所示。
1.5 圖形符號屬性
每一個圖形符號具有一系列的特性來控制其行爲，使用新屬性後，需要重新運行程序。
訪問屬性：在圖形符號上右擊 > Properties 。
在屬性欄中不能訪問的圖形符號屬性可以通過使用“高級編輯”訪問。
例如：Analysis Engine > 右擊 > Advanced Edit 。
1.6 nCodeDL分析流程
nCodeDL一般使用流程如下：
1. 定義工作路徑
2. 拖拽 FE model/result 文件到工作空間
3. 顯示和查看模型中要處理的部分（或者簡單分析全部模型）
4. 拖拽一個 CAE 疲勞圖標到工作空間並且與 FE Input 相連
5. 加載載荷歷程
6. 配置材料映射（必要的話映射載荷）
7. 修改其他想要的分析屬性
8. 點擊 Run 按鈕
二、FE Input
有限元輸入圖形符號用於導入有限元模型和結果，可讀取 ANSYS、Abaqus 、MSC.NASTRAN 、IDEAS 和 LS-Dyna 等結果文件。
2.1 支持的文件類型
nCode支持的第三方模型結果文件如下圖所示。
2.2 查看有限元結果
訪問方式：FEInput Glyph > 右擊 > Properties > FE Display > Results Legend 。
2.3 羣組
DesignLife 可以將有限元模型分成不同的 羣組，所有下游操作均在所選組內進行。
訪問方式：FEInput Glyph > 右擊 > Properties > FE Display > Groups 。
選擇 Element Type 、 Property 、 Material 、 Element Set 或者 User，進行篩選。
2.4 命名選擇
2.5 小結
-
有限元輸入圖形符號用於訪問和查看有限元結果
-
可以選擇模型的子集， 子集基於單元類型、 屬性編號、 材料編號、 單元集或命名選擇
-
使用高級編輯定義額外的有限元導入控制
三、材料映射 Material Mapping
材料映射將求解器和材料庫連接，訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Material Mapping 。
材料庫定義的材料疲勞屬性，通常爲標準疲勞載荷試驗得到的SN曲線，考慮的因素與實際情況有出入，因此，需要各種修正。
3.1 定義材料疲勞屬性
在 nCodeDL 中，主要有三種方法定義材料：調用標準材料庫中的材料、創建內置模板材料、自定義材料 。
3.1.1 調用標準材料庫中的材料
創建方式：求解器 > 右擊 > Edit Material Mapping > No 。
特別注意：材料類型一定要與求解器的分析類型保持一致，即若求解器爲 SNAnslysis，那麼材料類型需設置爲 Standard SN 。
選中材料組 > 右擊 > View . . . 查看材料SN曲線的有關數據，如下圖所示：
3.1.2 創建內置模板材料
當沒有材料的疲勞強度數據時，可根據材料的靜強度對其作出近似估計。值得強調，描述材料疲勞性能的基本 S-N 曲線應由疲勞實驗給出，任何形式的近似估計都只能供初步設計參考。
創建方式：求解器 > 右擊 > Edit Material Mapping > No > Edit Materilal Map > Generate … 。
該方式只能用於建立三種分析類型的材料：Standard SN、Standard EN 和 Dang Van 。
該方式也僅創建四種材料類型：鐵、鋁、鈦合金、其他。
輸入拉伸極限和材料類型，該材料將被放入 MMD 庫。
該方法利用拉伸強度來估計疲勞參數，例如，對於鐵類，S1 = 0.9 UTS，S2 = 0.357 UTS 。
3.1.3 創建自定義材料屬性 .mxd 文件
在 nCodeDL 中，可利用 Material Manager 自定義材料。
首先，按照如下方式創建材料庫，Main Menu > Material Manager > File > Create Database 。創建的材料庫文件將會存入相應的工作目錄，以 .mxd 爲後綴，後續可調用。
其次，爲材料庫添加具體的材料疲勞數據，.mxd文件 (材料數據庫文件) > 右擊 > Add Data 。
另外，點擊 Connect 可連接已有的材料數據庫。斷開連接，創建新的材料數據庫。
3.2 材料參數 Scale/Offset
Scale factor：可以應用比例因子 > 1 來評估應力的影響高於有限元和載荷組合預測的應力的影響。如果它們較低， 則比例因子 < 1 。
Offset：如果考慮殘餘應力的影響，可以應用 Offset，拉伸殘餘應力應作爲 + ve 偏移量添加，例如： +爲50MPa； 壓縮殘餘應力， 例如由於噴丸強化，通常是壓縮應力，並指定爲 -ve 值，例如-50MPa。
(Stress for cycle counting) = (Combined stress) x (Scale Factor) + (Offset)
3.3 表面效應
表面拋光和處理將影響疲勞性能，粗糙的表面加工通常會降低疲勞強度，爲了增強疲勞強度，經常進行表面處理，如噴丸、冷軋等。
DesignLife 使用一個表面係數 (Ksur) 對錶面拋光和處理的效應進行建模，用於調整材料曲線。
Ksur 是三個用戶定義係數的積，即 Ksur = Ktreatment * Kuser * Kroughness 。
| 參數 | 含義 | 說明 |
|---|---|---|
| Ktreatment | 表面處理係數 | 表面處理提高疲勞強度 Ktreatment > 1 延長疲勞壽命 Ktreatment < 1 縮短疲勞壽命 |
| Kuser | 在未指定原因的情況下調節疲勞強度 | Kuser > 1 延長疲勞壽命 Kuser < 1 縮短疲勞壽命 |
| Kroughness | 表面粗糙度類型 |
係數取決於強度和材料類型 |
編輯表面係數，點擊 求解器 > 右擊 > Edit Material Mapping > 選中材料 > 點擊 “Group Properties” 以顯示對話框，Ktreatment 和 Kuser 直接輸入，Kroughness 通過下拉菜單讀取。
3.3.1 Kroughness
Kroughness 有如下三種定義方式：
方式一：設置 Surface Roughness Type 爲 Polished、Ground、Machined、Poor Machined、As Rolled、As Cast 其中的一種。
各種表面粗糙類型對應的Rz(Surface Roughness單位爲微米)，如下圖所示。
方式二：基於用戶經驗及試驗數據直接定義表面粗糙係數Kroughness 。
方式三：用戶直接輸入表面粗糙度值Rz（單位爲微米），程序根據標準計算出Kroughness 。
四、載荷映射 Load Mapping
疲勞損傷由脈動應力產生，在特定的求解點，有限元提供應力/應變結果，爲了得到疲勞損傷，必須確定應力/應變歷程，載荷映射將有限元結果轉換爲應力/應變歷程。
載荷映射將有限元結果轉換成應力/應變歷程，使其應用於疲勞計算。
訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Load Mapping 。
有限元分析爲不同載荷設置提供結果。
疲勞壽命由循環應力控制，載荷映射確定應力/應變如何變化。
在應力疲勞和應變疲勞中，常幅值、時序和時間步都是常用的載荷映射。
- 常幅值載荷映射：假設應力/應變在最大最小值間循環變化。（線性疊加）
- 時序載荷映射：應力/應變與時序載荷通道匹配，由此生成應力/應變歷程。（線性疊加）
- 時間步載荷映射：直接使用有限元應力/應變歷程按序編排。
4.1 常幅荷載映射
常幅荷載無需單獨從外部文件中輸入，可直接在求解器中進行配置。
常幅值是最簡單的載荷映射，可以視爲正弦曲線 （大量試驗表明：加載波形對疲勞壽命影響不顯著）。假設有限元應力/應變在最大值和最小值之間循環，且應力/應變和載荷線性相關。
最大值和最小值是單一有限元結果集的函數，並有如下關係：
Smax = 有限元結果 * 最大載荷乘子
Smin = 有限元結果 * 最小載荷乘子
Srange = Smax - Smin
訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Load Mapping > Yes 。
Loading Type： Constant Amplitude 。
4.1.1 默認常幅荷載映射設置 R=-1
默認條件下，常幅值載荷映射是完全反向的 (R = -1)，即是按如下圖所示設置的。
有限元應力乘以 1.0 得到載荷循環過程中的最大應力，乘以 -1.0 後得到最小應力。
4.1.2 自定義常幅荷載映射設置
取消勾選 “Auto-Configure” 並輸入載荷因子，即可進行用戶自定義最大及最小載荷因子。
4.1.3 多個載荷的常幅值載荷映射
4.2 時序載荷映射
時序載荷映射將有限元結果和載荷通道配對，線性疊加生成應力/應變歷程。
與常幅值載荷映射相似，不同點是應力在多個最大值和最小值之間循環變化。在 DesignLife 中，有：
默認設置時，有：S(t) = P(t) * SFE 。
疲勞荷載時序由用戶提供，爲疲勞分析必不可少的輸入文件，求解器直接接收的通常是 .s3t 文件。
4.2.1 創建時序通道 .s3t 文件
DesignLife 可以讀取很多第三方格式，可將EXCEL文件轉換爲S3T格式，可從 ASCII 輸入文件創建 .s3t 文件等等。
本文以 .txt 的時序荷載文件爲例介紹 nCode 是如何將其轉化爲求解器接收的 .s3t文件的，如下圖所示：
以上，便完成將文本文件轉換成 DesignLife 中使用的 .s3t 文件。
通過時序輸入圖形符號選擇時序通道，時序輸入圖形符號 > 右擊 > Properties > Add Data ，也可以從可用數據中拖拽以選擇時序數據。
4.2.2 指定/編輯時序通道
目的：將時序疲勞荷載與有限元中的單位荷載分析工況相匹配。
訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Load Mapping > Yes 。
Loading Type： Time Series 。
取消勾選 “Auto-Configure”,可以指定 “Divider”、“Scale Factor” 和 “Offset” 。
各點的應力時程由下式得到：
其中，比例係數 ScaleFactor 可考慮爲單位換算，即有限元結果中的單位制與疲勞載荷時序單位制間的換算關係，偏置量 Offset 可考慮預應力等情況的影響，如螺栓杆內的預緊力等。σFE 爲經有限元計算得到的分析點處的應力。
4.3 時間步載荷映射
當加載頻率與結構固有頻率相接近或結構動力響應不可忽略時，單位加載方法不適用。
時間步載荷映射直接使用有限元結果，用戶指定在疲勞分析中使用的有限元結果集，按序編排。
預定義的時間步載荷映射系統適用於應力疲勞 （SN） 和應變疲勞 （EN）。
訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Load Mapping 。
Loading Type： Time Step 。
默認情況下，自動設置選擇所有可用的有限元結果集。
4.3.1 編輯時間步載荷映射
取消勾選 Auto-Configure > 使用中間的按鈕選擇結果集。
1 循環 = 整組所選結果集重複一次。
- 小結
載荷映射將有限元結果轉換爲應力/應變歷程。
常幅值、 時序和時間步載荷映射適用於應力疲勞（SN） 和應變疲勞（EN）。
常幅值載荷映射在最小值和最大值之間循環，如正弦應力循環。
時序載荷映射在多個最大峯值和最小峯值之間循環，有限元結果需與時序載荷通道配對。（僞動力/擬靜力分析）
時間步載荷映射直接使用有限元結果。（動力分析）
4.4 循環週期
實際工作中，載荷通常是多種事件和相應重複的疊加，不能夠簡單的用常幅值、時序或時間步載荷表示。
循環週期是載荷順序和重複的疊加，代表複雜載荷的強大的、靈活的工具，可以包括任意常幅值、時序和時間步載荷的疊加，可以包括其他循環週期。
循環週期是用戶定義的事件疊加，每一個事件有可定義的重複次數。
事件即載荷，可以是常幅值、時序或時間步載荷，一個循環週期中可以是多種載荷類型的混合。可以是其他的循環週期，嵌套的循環週期。例如，一個循環週期可以包括：一個常幅值載荷重複10次，一個時序載荷重複2次，另外的循環週期重複5次。
Miner 準則用於對所有事件和重複的損傷進行求和。
循環週期可以交互式的創建，編輯求解器中的載荷映射選項。循環週期也可以使用 Schedule Create 創建 *.sch 文件。用文本編輯器創建和修改 *.dcy循環週期文件。
4.4.1 交互式創建循環週期 .dcy 文件
訪問方式：求解器 > 右擊 > Edit Load Mapping 。
按照上圖所示方式創建的循環週期荷載爲：14次 Event A (時序) + 28次 Event B (時序) + 57次 Event C (時序) 。
4.4.2 Schedule Create 創建循環週期 .dcy 文件
CAE duty cycles are the preferred type of schedule files for CAE applications because of the functionality that they provide. In addition to CAE Duty Cycle files, DesignLife also accepts a Time Series schedule file, which is generally used in test applications.
Different file extensions are used to differentiate between the types of schedule files:
- CAE Duty Cycle file: .dcy
- Time Series schedule file: .sch
Some of the functionality specific to CAE applications is lost if a Time Series schedule file is used. For example, channel mapping is available only in a CAE Duty Cycle file.
The Channel Mapping input at the bottom of the ScheduleCreate Setup dialog is used to change the default channel mapping between the FE load cases and the time series input files. By default the mapping is configured in a sequential order (1,2,3,…). But if you wanted to swap channels 2 and 3, you would enter 1,3,2 in the channel mapping field.
按照上圖所示方式創建的循環週期荷載爲：85.6次 Event A (時序)+ 201次 Event B (時序) + 75次 Event C (時序) + 100次 Constant (常幅) 。
4.4.3 小結
循環週期是其他載荷類型的疊加，代表複雜載荷的強大的、靈活的工具。
用戶自定義事件疊加，獨立的順序和重複。
可以是常幅值、時序或者時間步載荷，在一個循環週期內可以混合類型。更可以是其他的循環週期，即嵌套的循環週期。
循環週期可以使用載荷映射編輯交互式的創建。
五、求解器
前處理部分所有操作的最終目的都是爲求解器備好供疲勞分析必不可少的各種輸入數據，有限元結果文件提供待分析結構的基本應力/應變場數據，材料疲勞屬性的定義即材料 SN 曲線的定義提供結構所用材料的疲勞抗力數據，疲勞荷載時序的輸入提供結構所分析工況的外載變化情況。
疲勞荷載時序與有限元基本應力場的疊加 (若分析類型爲高周疲勞則爲線性疊加) 就得到結構中各分析點處的應力時間歷程，某點處的應力歷程可視作該點的疲勞外載，當外載小於該點處的疲勞抗力時，認爲該點的疲勞強度滿足要求，當然實際分析遠比該陳述考慮的更全面。
前處理中給定的材料 SN 曲線多數情況下來自於疲勞試驗數據，待分析結構的疲勞壽命通常情況下與標準的材料疲勞試驗有所不同 (是肯定不同)，如待分析結構的表面狀態會可能會顯著影響其疲勞壽命，此時，需要對前處理中的材料 SN 曲線進行必要的修正，以使其更能準確的表達該結構的疲勞壽命，使分析更趨近於真實。
基於上述原因，用戶需要在求解器中設置各種參數，來影響求解計算過程，以便更全面的考慮各種因素對結構疲勞壽命的影響，提高分析的可信度。
5.1 求解器的種類
求解器圖形符號主要用於求解計算，不同的圖形符號表示不同的疲勞分析方法，DesignLife 可完成應力疲勞、應變疲勞、振動疲勞、焊點疲勞、焊縫疲勞、虛擬應變等的分析。
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5.2 設置有限元結果分析組
5.2.1 忽略零數據
- 求解器圖形符號 > Advanced Edit > FE Results > AnalysisGroup > Advanced Tab > IgnoreZeroData > “True” 。
爲了縮短計算時間，只對含有非零結果的節點計算疲勞損傷。
5.2.2 指定僅計算表面節點
- 求解器圖形符號 > Advanced Edit > FE Results > Analysis Group > Advanced Tab > SurfaceNodesOnly > “True” 。
爲了縮短計算時間，只計算表面節點的結果。
5.2.3 指定需要使用的結果
- 求解器圖形符號 > Advanced Edit > FE Results > Analysis Group > SolutionLocation 。
5.3 設置分析運行選項 Analysis Runs
5.3.1 設置事件處理方法
設置方式：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > EventProcessing 。
EventProcessing 有三個選項，分別爲：Independent、CombinedFast 和 CombinedFull 。
事件處理定義在一個循環週期內循環如何計數。
獨立法：對於每一個 Miner 準則，每一個事件獨立處理，總損傷是每一個事件損傷的和，此方法爲最快的方法，但是可能錯過全部的最大循環。
快速疊加法：與獨立法相似，但是處理事件間的剩餘循環，第二快的方法，同時精度高。
完全疊加法：完整的處理所有事件，包括所有重複，最慢的方法，但是精度最高。
獨立事件處理：每一個事件的損傷單獨計算，事件不斷重複直到失效。在每個事件內部，所有雨流循環都是封閉的，總損傷是每個事件損傷的和，即每個事件的損傷乘以每個事件重複的次數。
The results show that for this duty cycle the differences are minimal. The Fast and Full methods will give similar answers regardless of the duty cycle, but there are conditions where the independent method can give unconservative answers, specifically when the damage due to cycles that cross events causes a significant amount of the total damage. This happens when the limits between events is substantially different and the events are relatively short.
5.3.2 設置應力組合方法
使用創建材料 S-N 曲線的實驗數據爲單軸的，但是現實中應力（和有限元結果）經常爲多軸應力。（三維應力狀態）
多軸應力結果必須轉化爲單軸值並在 S-N 曲線中使用，如主應力、 VonMises stress（等效應力）、 Tresca stress（最大剪切應力） 等。
基本假設如下：來源於多軸應力狀態的標量引起的疲勞損傷與等值的單軸應力狀態引起的疲勞損傷相等。應力組合方法將應力張量轉化爲標量。
DesignLife 支持7種組合方法：最大主應力、von-Mises 應力、最大剪切應力、最大絕對主應力、有符號的 von-Mises 應力、有符號的剪切應力、臨界平面。
設置方式：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > CombinationMethod 。
臨界面法：臨界平面法計算二維平面應力，並且將其在18個徑向平面（每10°一個）上分解，在每個平面上用雨流法進行疲勞損傷計數，對於疲勞損傷最大的平面繪製疲勞結果。
The stress on each plane is calculated from:
5.3.3 設置多軸應力評估方法
如果在載荷循環過程中，主應力方向不改變，單一的標量可以用於確定應力範圍，比例載荷如下圖所示。
對於很多載荷而言，在載荷循環過程中，主應力方向發生變化，因此，對於非比例載荷，必須評估方向變化的影響。
應力疲勞多軸評價的基本工作流程，如下圖所示：
DesignLife 支持4種多軸應力評價方法：無、簡化的二軸應力比、標準、自動 (默認方法)。
設置方式 1：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > MultiAxialAssessment 。
設置方式 2：求解器圖形符號 > 右擊 > Properties > SNEngine > SNEngine_MultiAxialAssessment 。
- MultiAxialAssessment = None
如果多軸應力評價方法設置爲“None”，不進行雙軸應力比檢查，無附加數據。
- MultiAxialAssessment = SimpleBiaxiality (簡化的二軸應力比方法)
簡化的二軸應力比方法：根據二軸應力比和最大絕對主應力方向描述應力張量的行爲。（原始方法）
主要二軸量：平均二軸應力比 —— 在加載順序過程中的平均值；二軸應力比的標準差 —— 在加載順序過程中的標準差；二軸應力比門檻值 —— UST 的20%，用於減少小應力值的數據點帶來的衝擊；最大絕對主應力的最大範圍 —— σ1的最大範圍。
不改變計算出的疲勞壽命 —— 報告附加的數據。
多軸評估考慮了主應力方向改變帶來的影響。多軸評價將三維應力張量分解爲面內的二維應力狀態並檢查每一個節點主應力的雙軸應力比。兩個重要的工程量是：
- 雙軸應力比 (a) = σ2 / σ1 (中大主應力的比值)
- σ1 與局部座標系 x 軸方向的夾角 (φp)。
σ1 is the Absolute Maximum Principal Stress and σ2 is the other in-plane principal. At the same time, the orientation φpp of σ1 relative to the local x-axis is determined.
通常認爲，疲勞始於結構表面，認爲表面上的點其出平面方向正應力爲0，即 σz = 0。
In order to reduce the impact of data points (n) where the stresses are very small, the number of points that contribute to the statistics are reduced through the use of the BiaxialityGate property, which is defined as a percentage of the material UTS (typically 20%). Points n will be excluded from the biaxiality analysis if
This is illustrated in the following Figure, he data points in blue will be excluded from the statistics.
- MultiAxialAssessment = Standard (標準法)
標準法：較新的方法，提供二軸應力比更健壯的測量，可以使用於非對稱的載荷。將應力張量分解爲 σxx vs σyy vs σxy 的三維分佈圖。
在數據雲圖上進行線性迴歸並且報告：平均二軸應力比、非對稱因子、主應力方向。
不改變計算出的疲勞壽命 —— 報告附加數據。
Essentially, we perform a 3-D linear regression on the data cloud. If the cloud of data correlates closely with a straight line through the origin, the loading is proportional. The larger the aspect ratio of the cloud and/or its offset from the origin, the more non-proportional the loading. The orientation of the vector MINAX tells us the average biaxiality.
The mean biaxiality and non-proportionality factors are reported in the analysis results, together with the Dominant Stress Direction.
- MultiAxialAssessment = Auto (自動法)
自動法使用兩階段方法。第一階段：組合方法設置爲“AbsMaxPrincipal”，進行標準評價，此階段用戶不能更改。第二階段：根據第一階段的結果調整組合方法，根據所選的組合方法，計算出的疲勞壽命可能發生變化。
若採用自動法作爲多軸應力評價方法，則還需設置其他有關選項，分別是 ZeroDamageStressPercent、NonPropFactorThreshold、BiaxialityThresholdLower、BiaxialityThresholdUpper。
設置方式：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > MultiAxialAssessment > Auto 。
Note on Duty Cycle Processing
When a duty cycle is being processed, the biaxiality parameters are calculated for the individual unique events that make up the duty cycle, as well as for the duty cycle as a whole. The statistics for the duty cycle as a whole take into account the number of repeats of each event.
5.3.4 設置存活率
存活率考慮材料性能的統計波動，通常情況下疲勞試驗數據有較大的數據離散性。
通過查表，存活率值轉化爲標準差值，標準差用於調整疲勞強度。
調整疲勞強度的精確方法需要依賴材料試驗數據公式，但是本質上，使用實驗數據的平均值時，有50%的試驗件存活，使用試驗數據的1階標準差時，有84%的試驗件存活，使用實驗數據的2階標準差時，有97.7%的試驗件存活。
設置方式 1：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > CertaintyofSurvival 。
設置方式 2：求解器圖形符號 > 右擊 > Properties > SNEngine > SNEngine_CertaintyofSurvival 。
默認值時50，此時使用平均 S-N 曲線。
5.3.5 設置應力梯度修正
疲勞裂紋在幾何不連續處產生（缺口），由局部應力峯值產生。使用應力梯度可以在疲勞壽命計算時考慮缺口的影響。
在彈性應力分析中，缺口效應一般以理論彈性應力集中係數 (KT) 的形式表現，根據幾何和載荷形式計算得到。
在應力疲勞分析中，缺口效應通常以疲勞缺口係數 (Kf) 表示，該係數爲無缺口試樣的疲勞強度比上有缺口試樣的疲勞強度。
疲勞強度縮減因子通常情況下小於彈性應力集中係數.
如果 KT 用於預測局部應力，應力集中處的疲勞損傷會被過度的放大，1 < Kf < KT 。
爲了減小計算的保守程度， DesignLife 可以使用應力梯度法考慮缺口效應，在疲勞計算之前調整計算出的有限元應力，該調整基於應力梯度確定的修正係數。
設置方式 - Step 1：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > FE Results > AnalysisGroup > StressGradients 。(激活應力梯度修正)
默認值是 “False” ——不激活應力梯度，一旦激活，可以使用 FKM 法或者用戶自定義修正係數法評價應力梯度的影響。
設置方式 - Step 2：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit > SNEngine > StressGradients 。(指定應力梯度修正方法)
nCodeDL 中應力梯度修正選項主要有：Auto、User、Off。
- Auto/自動 (默認)：根據應力梯度修正曲線確定應力修正係數。
FKM 參考文獻 “Analytical Strength Assessment of Components in Mechanical Engineering”, Tr. E.Haibach. 2003 。
-
User/用戶：用戶根據查表自定義應力梯度修正因子。
-
關閉/Off：不應用應力梯度修正因子。
當應力修正方法爲用戶指定時，需按如下方式設置：
總結
爲了在 S-N 曲線中使用，應力張量必須轉化爲單軸值，應力組合法將應力張量轉化爲標量。
nCode DesignLife 自動確定適應的多軸應力評估方法和應力組合方法，也可以用戶自己定義。
使用應力梯度可以考慮缺口效應。
可以使用存活率以考慮試驗數據的變化。
5.4 設置結果輸出
5.4.1 按事件輸出疲勞損傷結果
可以計算整個週期循環的結果，也可以計算循環週期內的每一個事件，允許檢查每個事件的疲勞損傷。
設置方式：求解器圖形符號 > 右擊 > Advanced Edit >
結果處理 > 壓縮結果 > ChannelPerEvent > True。
求解器 > OutputEventResults > True
5.5 程序運行
在工具欄上點擊“VCR”按鈕以運行程序，如下圖所示：
當圖形符號在傳遞數據時，“運行中”指示顯示爲紅色，如下圖所示：
六、後處理
疲勞結果顯示圖形符號可以對疲勞結果進行可視化後處理。
6.1 FE Display Glyph / Data Values Display Glyph
Note how the FE Display glyph identifies the most damaging node at 4104 (damage=2.27E-7). You may need to enlarge the FE Display glyph to show this data plus the range and spectrum.
The Data Values Display glyph gives a detailed listing of the results of the analysis for all nodes or elements. Clicking in any of the column headings will sort the table according to that column. Clicking in a heading twice will swap the sort order and toggle between descending and ascending sorts. Note that by default the results out of the SN Analysis glyph are sorted with the most damaged location at the top.
It is also possible to identify only the 10 most damaged regions or areas of the model, and to display them using the DesignLife Hot Spot Detection glyph, shown next. This is an important feature because in practice you may not be interested in parts of a design that meet the design criteria, but may be very interested in those parts that are most likely to fail, or which are the weakest parts of a design.
6.2 Hot Spot Detection Glyph
Hot Spot Detection glyph 可以識別出結構的疲勞敏感區域，例如10處損傷最大的區域，the exact number displayed is set in the glyph’s MaxNumHotSpots property.
按上圖方式連接後，重新運行分析流，然後按下圖所示步驟繼續操作，彈出 Feature List 對話框。
七、尾聲
以上，便是 nCode 疲勞計算 基本流程 的簡單介紹，如有疑問歡迎郵件來詢。
胸藏文墨懷若谷，腹有詩書氣自華，希望各位都能在知識的pāo子裏快樂徜徉。
因個人水平有限，文中難免有所疏漏，還請各位大神不吝批評指正。
最後，祝各位攻城獅們，珍愛生命，保護髮際線！
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八、參考文獻
[1]. DesignLife Theory Guide.
[2]. 安世亞太. ANSYS nCode DesignLife. 應用講義.
[3]. DesignLife Worked Examples.