疲劳分析按疲劳寿命可大致分为高周疲劳、低周疲劳及无限寿命疲劳。当疲劳寿命小于10*次循环时，称为“低周疲劳”；大于10*次小于10*次循环时，称为“高周疲劳”；大于10*次循环时称为“无限寿命疲劳”。本章详细介绍高周疲劳的分析流程，以及在OptiStruct中进行高周疲劳分析的相关设置。
SN曲线
SN 曲线的表达式为
St=SRI(Nf)b
式中，S，为应力范围；SR1为疲劳强度系数；N为循环数；6为疲劳强度指数。在双对数坐标中SN曲线为直线。
在疲劳试验中，当应力范围小于某一个值时，疲劳试件将不会破坏(>10°)，该临界值称为“疲劳极限”。在考虑疲劳极限后，SN曲线如图22-1a所示。定义该SN曲线时，只需给定 SR，、b及疲劳极限即可。
在疲劳试验中，有时候一段直线并不能完全通近试验曲线，这时可采用两段曲线来通近，如图22-1b所示。在定义两段SN曲线时，需给定 SR，、b，、b，、转折点疲劳寿命及疲劳极限。OptiStruct通过 MATFAT 卡片设置SN曲线。
图 22-1 SN 曲线
a)一段式SN曲线 b)两段式SN 曲线
疲劳载荷历程
疲劳分析中有两种载荷类型，一种为载荷叠加，另一种为载荷序列。以图22-2所示的悬臂梁为例，展示这两种载荷。
1）载荷叠加。在某工况下，载荷尸与F同时作用于悬臂梁，其中，F的载荷历程为(t)，F，的载荷历程为人(t)，则称与F，为叠加载荷。载荷看加在疲劳分析中的实现方式为：创建SUBCASE1施加1个单位力的竖向载荷，得到应力σ；创建SUBCASE2，施加1个单位力的水平载荷，得到应力将这两个载荷历史叠加，得到最终用于疲劳计算的载荷历史，即σf(t)+o(t)。
在OptiStruet中，通过FATEVNT引用两个 FATLOAD，每个FATLOAD引用一个 SUBCASE 来实现这个叠加载荷。卡片逻辑关系如图 22-3a所示。
2）载荷序列。当在0~t,时间间隔内施加下，在,~时间间隔内施加F时，称F,和F为“载荷序列”。最终用于疲劳分析的载荷历史为|(L),(L,)|，即将两段应力历史首尾相连。在 OptiStruct中创建两个 FATEVNT，每一个 FATEVNT引用一个FATLOAD,每一个FATLOAD 引用一个 SUBCASE，最后创建一个FATSEQ引用这两个FATEVNT 即可。卡片逻辑关系如图 22-3b 所示。
图22-3 疲劳分析载荷历程卡片逻辑关系
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。
