疲劳分析proe

疲劳是指结构在低于静态极限强度的连续重复载荷的作用下，当循环次数达到某定值时将发生断裂破坏的现象。

在Mechanica中，使用疲劳分析用来计算结构由于承受周期载荷而导致的疲劳损伤。在Mechanica中定义疲劳分析需要建立在一个静态分析的基础上，因此运行一个疲劳分析分两个步骤：

（1）定义并运行一个静态分析

（2）提取静态分析结果并运行疲劳分析

疲劳分析的主要内容：

（1）日志寿命(Log Life)–显示模型破坏前的预估周期数。

（2）日志破坏(Log Damage)–由于交变应力引起的破坏百分比记录。大于1 的值表示失效。例如，值0.5 表示模型使用寿命损失50%。日志寿命和日志破坏之间的关系可表示为(Log Life) = -(Log Damage)

（3）安全系数(Factor of Safety)–显示输入载荷允许的安全系数。模型计算的疲劳寿命大于目标设计寿命时，那么就算出根据输入载荷的安全因子。这表示在不减少目标设计寿命的情况下可增加的载荷振幅范围。如果要软件计算安全系数，要选中底部“输出”(Output)区域中的复选框。

（4）寿命置信度(Confidence of Life)–显示计算出的寿命与目标设计寿命之比。出于疲劳的统计性质的原因，振幅越大置信度将越好。小于1 的值表示失效。值大于3.0 通常表示获得所需目标寿命的置信度是足够的。（该值越大，就表示疲劳寿命的可信度越高。

有限元法疲劳分析的基本思路用有限元法进行疲劳分析，其基本思路是：首先进行静或动强度分析，然后进入到后处理器取出相关的应力应变结果，在后处理器中再定义载荷事件，循环材料特性，接着根据所需要的疲劳准则对每一个载荷事件进行寿命计算，最后根据累计损伤理论判断是否开始破坏。由于结构受力状态往往是一复杂的应力状态，而在实验中测得的结构材料S-N曲线又常是在简单应力状态下获得的，因此常用最小能量屈服准则或其它等效准则，将所研究的疲劳点上的复杂应力用一个等效应力替代。对有限元法而言，这一过程很容易实现。等效替代以后，即可参照原始材料的S-N曲线进行疲劳寿命评估。上述方法称之为应力-寿命法或S-N法，该方法不严格区分裂纹产生和裂纹扩展，而是给出结构发生突然失效前的全寿命估计。