目 录
阿阳的疲劳计算简明教程，本系列博客仅用于个人学习，除此之外，无其他任何用途。
Blog Links
因个人能力有限，该系列博客难免有所疏漏/错误，不妥之处还请各位批评指正。
一、前沿
英国恩科 (nCode) 国际有限公司是国际著名的疲劳耐久性工程专业公司和技术领导者。自 80 年代公司成立至今，引导并推动了疲劳理论在工业领域中的应用及其发展。
1.1 疲劳分析流程
结构疲劳分析主要由三个关键步骤组成，即前处理、计算求解和后处理，如下图所示：
前处理主要目的是为疲劳求解器准备各种输入数据，如单位荷载作用下的有限元应力场结果文件、疲劳荷载时序及材料的 SN 曲线信息等。
求解器接收上述输入信息后，并根据用户的相关求解要求，完成疲劳强度计算并输出计算结果，供用户进行后处理。前处理及后处理用户起主导作用，计算任务提交后计算机自动完成疲劳计算，求解过程 nCode 起主导作用。
用户根据求解器的计算结果可绘制疲劳损伤云图，热点位置处详细计算结果的探查等操作。
1.2 DesignLife GUI
nCode/DesignLife 作为一个疲劳分析模块已集成到 ANSYS 内，其可经由 ANSYS 访问，亦可单独访问，其界面如下图所示：
1.3 DesignLife 运行逻辑
DesignLife 工作流通过一组由线连接的 图形符号 (Glyph) 定义。图形符号主要执行以下操作：输入有限元结果、输入疲劳属性、输入载荷、执行疲劳计算、疲劳结果绘图、疲劳结果列表、创建报告等。(Create a DesignLife flow, as shown below.)
用户从 图形符号控制板 中将需要的图形符号拖动到 工作区 (workspace) 中，通过图形符号上的 方块 (pad) 建立图形符号间数据传输的 通道(pipe) ，这样就完成了一个疲劳分析流程的搭建。
数据在通道中流动，由一个图形符号(程序)传递给另个一图形符号(程序)，数据在每个图形符号内会得到相应的处理，最终得到疲劳分析结果。
各种输入数据(有限元计算结果、疲劳荷载时序、材料SN曲线)相当于原材料，图像符号相当于各生产工序，通道相当于传送带，原材料经传送带依次经过各生产工序的加工处理，最终得到能被消费者使用的商品。
程序和数据是相互分开的项目，二者之间是有区别的。(程序相当于函数即算法/分析模板)
程序包括图形符号、连线和属性，不包括数据，程序可以以 .flo 文件形式储存，七个预定义的程序均为 .flo 文件。
数据在程序中流动，数据可以是时序、直方图、有限元结果等等。
DesignLife 数据库文件（.fdb 文件）包括程序和数据。（程序和数据共同以 .fdb 文件的形式保存）
整个 DesignLife 程序称为一个工作流，在程序中，图形符号表示了一个操作块，在方块上通过连线连接，右击进入属性。程序包括图形符号、连线和属性，数据在程序间流动，存储在 .flo 文件中。
1.4 方块颜色
方块根据所需传递数据的种类进行颜色编码，具体含义如下图所示。
1.5 图形符号属性
每一个图形符号具有一系列的特性来控制其行为，使用新属性后，需要重新运行程序。
访问属性：在图形符号上右击 > Properties 。
在属性栏中不能访问的图形符号属性可以通过使用“高级编辑”访问。
例如：Analysis Engine > 右击 > Advanced Edit 。
1.6 nCodeDL分析流程
nCodeDL一般使用流程如下：
1. 定义工作路径
2. 拖拽 FE model/result 文件到工作空间
3. 显示和查看模型中要处理的部分（或者简单分析全部模型）
4. 拖拽一个 CAE 疲劳图标到工作空间并且与 FE Input 相连
5. 加载载荷历程
6. 配置材料映射（必要的话映射载荷）
7. 修改其他想要的分析属性
8. 点击 Run 按钮
二、FE Input
有限元输入图形符号用于导入有限元模型和结果，可读取 ANSYS、Abaqus 、MSC.NASTRAN 、IDEAS 和 LS-Dyna 等结果文件。
2.1 支持的文件类型
nCode支持的第三方模型结果文件如下图所示。
2.2 查看有限元结果
访问方式：FEInput Glyph > 右击 > Properties > FE Display > Results Legend 。
2.3 群组
DesignLife 可以将有限元模型分成不同的 群组，所有下游操作均在所选组内进行。
访问方式：FEInput Glyph > 右击 > Properties > FE Display > Groups 。
选择 Element Type 、 Property 、 Material 、 Element Set 或者 User，进行筛选。
2.4 命名选择
2.5 小结
-
有限元输入图形符号用于访问和查看有限元结果
-
可以选择模型的子集， 子集基於单元类型、 属性编号、 材料编号、 单元集或命名选择
-
使用高级编辑定义额外的有限元导入控制
三、材料映射 Material Mapping
材料映射将求解器和材料库连接，访问方式：求解器 > 右击 > Edit Material Mapping 。
材料库定义的材料疲劳属性，通常为标准疲劳载荷试验得到的SN曲线，考虑的因素与实际情况有出入，因此，需要各种修正。
3.1 定义材料疲劳属性
在 nCodeDL 中，主要有三种方法定义材料：调用标准材料库中的材料、创建内置模板材料、自定义材料 。
3.1.1 调用标准材料库中的材料
创建方式：求解器 > 右击 > Edit Material Mapping > No 。
特别注意：材料类型一定要与求解器的分析类型保持一致，即若求解器为 SNAnslysis，那么材料类型需设置为 Standard SN 。
选中材料组 > 右击 > View . . . 查看材料SN曲线的有关数据，如下图所示：
3.1.2 创建内置模板材料
当没有材料的疲劳强度数据时，可根据材料的静强度对其作出近似估计。值得强调，描述材料疲劳性能的基本 S-N 曲线应由疲劳实验给出，任何形式的近似估计都只能供初步设计参考。
创建方式：求解器 > 右击 > Edit Material Mapping > No > Edit Materilal Map > Generate … 。
该方式只能用于建立三种分析类型的材料：Standard SN、Standard EN 和 Dang Van 。
该方式也仅创建四种材料类型：铁、铝、钛合金、其他。
输入拉伸极限和材料类型，该材料将被放入 MMD 库。
该方法利用拉伸强度来估计疲劳参数，例如，对于铁类，S1 = 0.9 UTS，S2 = 0.357 UTS 。
3.1.3 创建自定义材料属性 .mxd 文件
在 nCodeDL 中，可利用 Material Manager 自定义材料。
首先，按照如下方式创建材料库，Main Menu > Material Manager > File > Create Database 。创建的材料库文件将会存入相应的工作目录，以 .mxd 为后缀，后续可调用。
其次，为材料库添加具体的材料疲劳数据，.mxd文件 (材料数据库文件) > 右击 > Add Data 。
另外，点击 Connect 可连接已有的材料数据库。断开连接，创建新的材料数据库。
3.2 材料参数 Scale/Offset
Scale factor：可以应用比例因子 > 1 来评估应力的影响高于有限元和载荷组合预测的应力的影响。如果它们较低， 则比例因子 < 1 。
Offset：如果考虑残余应力的影响，可以应用 Offset，拉伸残余应力应作为 + ve 偏移量添加，例如： +为50MPa； 压缩残余应力， 例如由于喷丸强化，通常是压缩应力，并指定为 -ve 值，例如-50MPa。
(Stress for cycle counting) = (Combined stress) x (Scale Factor) + (Offset)
3.3 表面效应
表面抛光和处理将影响疲劳性能，粗糙的表面加工通常会降低疲劳强度，为了增强疲劳强度，经常进行表面处理，如喷丸、冷轧等。
DesignLife 使用一个表面系数 (Ksur) 对表面抛光和处理的效应进行建模，用于调整材料曲线。
Ksur 是三个用户定义系数的积，即 Ksur = Ktreatment * Kuser * Kroughness 。
| 参数 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| Ktreatment | 表面处理系数 | 表面处理提高疲劳强度 Ktreatment > 1 延长疲劳寿命 Ktreatment < 1 缩短疲劳寿命 |
| Kuser | 在未指定原因的情况下调节疲劳强度 | Kuser > 1 延长疲劳寿命 Kuser < 1 缩短疲劳寿命 |
| Kroughness | 表面粗糙度类型 |
系数取决于强度和材料类型 |
编辑表面系数，点击 求解器 > 右击 > Edit Material Mapping > 选中材料 > 点击 “Group Properties” 以显示对话框，Ktreatment 和 Kuser 直接输入，Kroughness 通过下拉菜单读取。
3.3.1 Kroughness
Kroughness 有如下三种定义方式：
方式一：设置 Surface Roughness Type 为 Polished、Ground、Machined、Poor Machined、As Rolled、As Cast 其中的一种。
各种表面粗糙类型对应的Rz(Surface Roughness单位为微米)，如下图所示。
方式二：基于用户经验及试验数据直接定义表面粗糙系数Kroughness 。
方式三：用户直接输入表面粗糙度值Rz（单位为微米），程序根据标准计算出Kroughness 。
四、载荷映射 Load Mapping
疲劳损伤由脉动应力产生，在特定的求解点，有限元提供应力/应变结果，为了得到疲劳损伤，必须确定应力/应变历程，载荷映射将有限元结果转换为应力/应变历程。
载荷映射将有限元结果转换成应力/应变历程，使其应用于疲劳计算。
访问方式：求解器 > 右击 > Edit Load Mapping 。
有限元分析为不同载荷设置提供结果。
疲劳寿命由循环应力控制，载荷映射确定应力/应变如何变化。
在应力疲劳和应变疲劳中，常幅值、时序和时间步都是常用的载荷映射。
- 常幅值载荷映射：假设应力/应变在最大最小值间循环变化。（线性叠加）
- 时序载荷映射：应力/应变与时序载荷通道匹配，由此生成应力/应变历程。（线性叠加）
- 时间步载荷映射：直接使用有限元应力/应变历程按序编排。
4.1 常幅荷载映射
常幅荷载无需单独从外部文件中输入，可直接在求解器中进行配置。
常幅值是最简单的载荷映射，可以视为正弦曲线 （大量试验表明：加载波形对疲劳寿命影响不显著）。假设有限元应力/应变在最大值和最小值之间循环，且应力/应变和载荷线性相关。
最大值和最小值是单一有限元结果集的函数，并有如下关系：
Smax = 有限元结果 * 最大载荷乘子
Smin = 有限元结果 * 最小载荷乘子
Srange = Smax - Smin
访问方式：求解器 > 右击 > Edit Load Mapping > Yes 。
Loading Type： Constant Amplitude 。
4.1.1 默认常幅荷载映射设置 R=-1
默认条件下，常幅值载荷映射是完全反向的 (R = -1)，即是按如下图所示设置的。
有限元应力乘以 1.0 得到载荷循环过程中的最大应力，乘以 -1.0 后得到最小应力。
4.1.2 自定义常幅荷载映射设置
取消勾选 “Auto-Configure” 并输入载荷因子，即可进行用户自定义最大及最小载荷因子。
4.1.3 多个载荷的常幅值载荷映射
4.2 时序载荷映射
时序载荷映射将有限元结果和载荷通道配对，线性叠加生成应力/应变历程。
与常幅值载荷映射相似，不同点是应力在多个最大值和最小值之间循环变化。在 DesignLife 中，有：
默认设置时，有：S(t) = P(t) * SFE 。
疲劳荷载时序由用户提供，为疲劳分析必不可少的输入文件，求解器直接接收的通常是 .s3t 文件。
4.2.1 创建时序通道 .s3t 文件
DesignLife 可以读取很多第三方格式，可将EXCEL文件转换为S3T格式，可从 ASCII 输入文件创建 .s3t 文件等等。
本文以 .txt 的时序荷载文件为例介绍 nCode 是如何将其转化为求解器接收的 .s3t文件的，如下图所示：
以上，便完成将文本文件转换成 DesignLife 中使用的 .s3t 文件。
通过时序输入图形符号选择时序通道，时序输入图形符号 > 右击 > Properties > Add Data ，也可以从可用数据中拖拽以选择时序数据。
4.2.2 指定/编辑时序通道
目的：将时序疲劳荷载与有限元中的单位荷载分析工况相匹配。
访问方式：求解器 > 右击 > Edit Load Mapping > Yes 。
Loading Type： Time Series 。
取消勾选 “Auto-Configure”,可以指定 “Divider”、“Scale Factor” 和 “Offset” 。
各点的应力时程由下式得到：
其中，比例系数 ScaleFactor 可考虑为单位换算，即有限元结果中的单位制与疲劳载荷时序单位制间的换算关系，偏置量 Offset 可考虑预应力等情况的影响，如螺栓杆内的预紧力等。σFE 为经有限元计算得到的分析点处的应力。
4.3 时间步载荷映射
当加载频率与结构固有频率相接近或结构动力响应不可忽略时，单位加载方法不适用。
时间步载荷映射直接使用有限元结果，用户指定在疲劳分析中使用的有限元结果集，按序编排。
预定义的时间步载荷映射系统适用于应力疲劳 （SN） 和应变疲劳 （EN）。
访问方式：求解器 > 右击 > Edit Load Mapping 。
Loading Type： Time Step 。
默认情况下，自动设置选择所有可用的有限元结果集。
4.3.1 编辑时间步载荷映射
取消勾选 Auto-Configure > 使用中间的按钮选择结果集。
1 循环 = 整组所选结果集重复一次。
- 小结
载荷映射将有限元结果转换为应力/应变历程。
常幅值、 时序和时间步载荷映射适用于应力疲劳（SN） 和应变疲劳（EN）。
常幅值载荷映射在最小值和最大值之间循环，如正弦应力循环。
时序载荷映射在多个最大峰值和最小峰值之间循环，有限元结果需与时序载荷通道配对。（伪动力/拟静力分析）
时间步载荷映射直接使用有限元结果。（动力分析）
4.4 循环周期
实际工作中，载荷通常是多种事件和相应重复的叠加，不能够简单的用常幅值、时序或时间步载荷表示。
循环周期是载荷顺序和重复的叠加，代表复杂载荷的强大的、灵活的工具，可以包括任意常幅值、时序和时间步载荷的叠加，可以包括其他循环周期。
循环周期是用户定义的事件叠加，每一个事件有可定义的重复次数。
事件即载荷，可以是常幅值、时序或时间步载荷，一个循环周期中可以是多种载荷类型的混合。可以是其他的循环周期，嵌套的循环周期。例如，一个循环周期可以包括：一个常幅值载荷重复10次，一个时序载荷重复2次，另外的循环周期重复5次。
Miner 准则用于对所有事件和重复的损伤进行求和。
循环周期可以交互式的创建，编辑求解器中的载荷映射选项。循环周期也可以使用 Schedule Create 创建 *.sch 文件。用文本编辑器创建和修改 *.dcy循环周期文件。
4.4.1 交互式创建循环周期 .dcy 文件
访问方式：求解器 > 右击 > Edit Load Mapping 。
按照上图所示方式创建的循环周期荷载为：14次 Event A (时序) + 28次 Event B (时序) + 57次 Event C (时序) 。
4.4.2 Schedule Create 创建循环周期 .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.
按照上图所示方式创建的循环周期荷载为：85.6次 Event A (时序)+ 201次 Event B (时序) + 75次 Event C (时序) + 100次 Constant (常幅) 。
4.4.3 小结
循环周期是其他载荷类型的叠加，代表复杂载荷的强大的、灵活的工具。
用户自定义事件叠加，独立的顺序和重复。
可以是常幅值、时序或者时间步载荷，在一个循环周期内可以混合类型。更可以是其他的循环周期，即嵌套的循环周期。
循环周期可以使用载荷映射编辑交互式的创建。
五、求解器
前处理部分所有操作的最终目的都是为求解器备好供疲劳分析必不可少的各种输入数据，有限元结果文件提供待分析结构的基本应力/应变场数据，材料疲劳属性的定义即材料 SN 曲线的定义提供结构所用材料的疲劳抗力数据，疲劳荷载时序的输入提供结构所分析工况的外载变化情况。
疲劳荷载时序与有限元基本应力场的叠加 (若分析类型为高周疲劳则为线性叠加) 就得到结构中各分析点处的应力时间历程，某点处的应力历程可视作该点的疲劳外载，当外载小于该点处的疲劳抗力时，认为该点的疲劳强度满足要求，当然实际分析远比该陈述考虑的更全面。
前处理中给定的材料 SN 曲线多数情况下来自于疲劳试验数据，待分析结构的疲劳寿命通常情况下与标准的材料疲劳试验有所不同 (是肯定不同)，如待分析结构的表面状态会可能会显著影响其疲劳寿命，此时，需要对前处理中的材料 SN 曲线进行必要的修正，以使其更能准确的表达该结构的疲劳寿命，使分析更趋近于真实。
基于上述原因，用户需要在求解器中设置各种参数，来影响求解计算过程，以便更全面的考虑各种因素对结构疲劳寿命的影响，提高分析的可信度。
5.1 求解器的种类
求解器图形符号主要用于求解计算，不同的图形符号表示不同的疲劳分析方法，DesignLife 可完成应力疲劳、应变疲劳、振动疲劳、焊点疲劳、焊缝疲劳、虚拟应变等的分析。
本文正在重新排版
本文正在重新排版
本文正在重新排版
5.2 设置有限元结果分析组
5.2.1 忽略零数据
- 求解器图形符号 > Advanced Edit > FE Results > AnalysisGroup > Advanced Tab > IgnoreZeroData > “True” 。
为了缩短计算时间，只对含有非零结果的节点计算疲劳损伤。
5.2.2 指定仅计算表面节点
- 求解器图形符号 > Advanced Edit > FE Results > Analysis Group > Advanced Tab > SurfaceNodesOnly > “True” 。
为了缩短计算时间，只计算表面节点的结果。
5.2.3 指定需要使用的结果
- 求解器图形符号 > Advanced Edit > FE Results > Analysis Group > SolutionLocation 。
5.3 设置分析运行选项 Analysis Runs
5.3.1 设置事件处理方法
设置方式：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > SNEngine > EventProcessing 。
EventProcessing 有三个选项，分别为：Independent、CombinedFast 和 CombinedFull 。
事件处理定义在一个循环周期内循环如何计数。
独立法：对于每一个 Miner 准则，每一个事件独立处理，总损伤是每一个事件损伤的和，此方法为最快的方法，但是可能错过全部的最大循环。
快速叠加法：与独立法相似，但是处理事件间的剩余循环，第二快的方法，同时精度高。
完全叠加法：完整的处理所有事件，包括所有重复，最慢的方法，但是精度最高。
独立事件处理：每一个事件的损伤单独计算，事件不断重复直到失效。在每个事件内部，所有雨流循环都是封闭的，总损伤是每个事件损伤的和，即每个事件的损伤乘以每个事件重复的次数。
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 设置应力组合方法
使用创建材料 S-N 曲线的实验数据为单轴的，但是现实中应力（和有限元结果）经常为多轴应力。（三维应力状态）
多轴应力结果必须转化为单轴值并在 S-N 曲线中使用，如主应力、 VonMises stress（等效应力）、 Tresca stress（最大剪切应力） 等。
基本假设如下：来源于多轴应力状态的标量引起的疲劳损伤与等值的单轴应力状态引起的疲劳损伤相等。应力组合方法将应力张量转化为标量。
DesignLife 支持7种组合方法：最大主应力、von-Mises 应力、最大剪切应力、最大绝对主应力、有符号的 von-Mises 应力、有符号的剪切应力、临界平面。
设置方式：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > SNEngine > CombinationMethod 。
临界面法：临界平面法计算二维平面应力，并且将其在18个径向平面（每10°一个）上分解，在每个平面上用雨流法进行疲劳损伤计数，对于疲劳损伤最大的平面绘制疲劳结果。
The stress on each plane is calculated from:
5.3.3 设置多轴应力评估方法
如果在载荷循环过程中，主应力方向不改变，单一的标量可以用于确定应力范围，比例载荷如下图所示。
对于很多载荷而言，在载荷循环过程中，主应力方向发生变化，因此，对于非比例载荷，必须评估方向变化的影响。
应力疲劳多轴评价的基本工作流程，如下图所示：
DesignLife 支持4种多轴应力评价方法：无、简化的二轴应力比、标准、自动 (默认方法)。
设置方式 1：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > SNEngine > MultiAxialAssessment 。
设置方式 2：求解器图形符号 > 右击 > Properties > SNEngine > SNEngine_MultiAxialAssessment 。
- MultiAxialAssessment = None
如果多轴应力评价方法设置为“None”，不进行双轴应力比检查，无附加数据。
- MultiAxialAssessment = SimpleBiaxiality (简化的二轴应力比方法)
简化的二轴应力比方法：根据二轴应力比和最大绝对主应力方向描述应力张量的行为。（原始方法）
主要二轴量：平均二轴应力比 —— 在加载顺序过程中的平均值；二轴应力比的标准差 —— 在加载顺序过程中的标准差；二轴应力比门槛值 —— UST 的20%，用于减少小应力值的数据点带来的冲击；最大绝对主应力的最大范围 —— σ1的最大范围。
不改变计算出的疲劳寿命 —— 报告附加的数据。
多轴评估考虑了主应力方向改变带来的影响。多轴评价将三维应力张量分解为面内的二维应力状态并检查每一个节点主应力的双轴应力比。两个重要的工程量是：
- 双轴应力比 (a) = σ2 / σ1 (中大主应力的比值)
- σ1 与局部座标系 x 轴方向的夹角 (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.
通常认为，疲劳始于结构表面，认为表面上的点其出平面方向正应力为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 (标准法)
标准法：较新的方法，提供二轴应力比更健壮的测量，可以使用于非对称的载荷。将应力张量分解为 σxx vs σyy vs σxy 的三维分布图。
在数据云图上进行线性回归并且报告：平均二轴应力比、非对称因子、主应力方向。
不改变计算出的疲劳寿命 —— 报告附加数据。
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 (自动法)
自动法使用两阶段方法。第一阶段：组合方法设置为“AbsMaxPrincipal”，进行标准评价，此阶段用户不能更改。第二阶段：根据第一阶段的结果调整组合方法，根据所选的组合方法，计算出的疲劳寿命可能发生变化。
若采用自动法作为多轴应力评价方法，则还需设置其他有关选项，分别是 ZeroDamageStressPercent、NonPropFactorThreshold、BiaxialityThresholdLower、BiaxialityThresholdUpper。
设置方式：求解器图形符号 > 右击 > 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 设置存活率
存活率考虑材料性能的统计波动，通常情况下疲劳试验数据有较大的数据离散性。
通过查表，存活率值转化为标准差值，标准差用于调整疲劳强度。
调整疲劳强度的精确方法需要依赖材料试验数据公式，但是本质上，使用实验数据的平均值时，有50%的试验件存活，使用试验数据的1阶标准差时，有84%的试验件存活，使用实验数据的2阶标准差时，有97.7%的试验件存活。
设置方式 1：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > SNEngine > CertaintyofSurvival 。
设置方式 2：求解器图形符号 > 右击 > Properties > SNEngine > SNEngine_CertaintyofSurvival 。
默认值时50，此时使用平均 S-N 曲线。
5.3.5 设置应力梯度修正
疲劳裂纹在几何不连续处产生（缺口），由局部应力峰值产生。使用应力梯度可以在疲劳寿命计算时考虑缺口的影响。
在弹性应力分析中，缺口效应一般以理论弹性应力集中系数 (KT) 的形式表现，根据几何和载荷形式计算得到。
在应力疲劳分析中，缺口效应通常以疲劳缺口系数 (Kf) 表示，该系数为无缺口试样的疲劳强度比上有缺口试样的疲劳强度。
疲劳强度缩减因子通常情况下小于弹性应力集中系数.
如果 KT 用于预测局部应力，应力集中处的疲劳损伤会被过度的放大，1 < Kf < KT 。
为了减小计算的保守程度， DesignLife 可以使用应力梯度法考虑缺口效应，在疲劳计算之前调整计算出的有限元应力，该调整基于应力梯度确定的修正系数。
设置方式 - Step 1：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > FE Results > AnalysisGroup > StressGradients 。(激活应力梯度修正)
默认值是 “False” ——不激活应力梯度，一旦激活，可以使用 FKM 法或者用户自定义修正系数法评价应力梯度的影响。
设置方式 - Step 2：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit > SNEngine > StressGradients 。(指定应力梯度修正方法)
nCodeDL 中应力梯度修正选项主要有：Auto、User、Off。
- Auto/自动 (默认)：根据应力梯度修正曲线确定应力修正系数。
FKM 参考文献 “Analytical Strength Assessment of Components in Mechanical Engineering”, Tr. E.Haibach. 2003 。
-
User/用户：用户根据查表自定义应力梯度修正因子。
-
关闭/Off：不应用应力梯度修正因子。
当应力修正方法为用户指定时，需按如下方式设置：
总结
为了在 S-N 曲线中使用，应力张量必须转化为单轴值，应力组合法将应力张量转化为标量。
nCode DesignLife 自动确定适应的多轴应力评估方法和应力组合方法，也可以用户自己定义。
使用应力梯度可以考虑缺口效应。
可以使用存活率以考虑试验数据的变化。
5.4 设置结果输出
5.4.1 按事件输出疲劳损伤结果
可以计算整个周期循环的结果，也可以计算循环周期内的每一个事件，允许检查每个事件的疲劳损伤。
设置方式：求解器图形符号 > 右击 > Advanced Edit >
结果处理 > 压缩结果 > ChannelPerEvent > True。
求解器 > OutputEventResults > True
5.5 程序运行
在工具栏上点击“VCR”按钮以运行程序，如下图所示：
当图形符号在传递数据时，“运行中”指示显示为红色，如下图所示：
六、后处理
疲劳结果显示图形符号可以对疲劳结果进行可视化后处理。
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 可以识别出结构的疲劳敏感区域，例如10处损伤最大的区域，the exact number displayed is set in the glyph’s MaxNumHotSpots property.
按上图方式连接后，重新运行分析流，然后按下图所示步骤继续操作，弹出 Feature List 对话框。
七、尾声
以上，便是 nCode 疲劳计算 基本流程 的简单介绍，如有疑问欢迎邮件来询。
胸藏文墨怀若谷，腹有诗书气自华，希望各位都能在知识的pāo子里快乐徜徉。
因个人水平有限，文中难免有所疏漏，还请各位大神不吝批评指正。
最后，祝各位攻城狮们，珍爱生命，保护发际线！
欢迎大家点赞、评论及转载，转载请注明出处！
为我打call，不如为我打款！
八、参考文献
[1]. DesignLife Theory Guide.
[2]. 安世亚太. ANSYS nCode DesignLife. 应用讲义.
[3]. DesignLife Worked Examples.