功能介紹

傳統疲勞分析過程為：有限元求解軟件計算結構應力，導入疲勞前處理定義疲勞材料、載荷和應力信息，后利用三者計算疲勞結果。需要用到多個軟件，操作步驟多，中間數據量大，造成設計周期加長。在MSC.Nastran 2013版本中為了解決上述問題，新增加了嵌入式疲勞功能，即在一次求解中完成疲勞分析，結束了以前有限元求解軟件只能計算強度的歷史。

MSC.Nastran 嵌入式疲勞支持功能如下：全壽命法（S-N方法）和初始裂紋法（或應變-壽命（ε-N）、點焊疲勞、縫焊疲勞、多軸疲勞，包含表面處理修正、線性損傷累積、安全因子計算等功能；支持在線性靜態分析（SOL 101)、模態瞬態方法(SOL 103、SOL 112）中直接計算疲勞損傷和疲勞壽命，從而提供疲勞分析的效率，減少分析實際。同時還能實現和疲勞壽命相關的優化（SOL 200），即以疲勞壽命或疲勞損傷為優化目標或者優化的約束條件對結構進行優化。同時，Patran  2013支持該功能。

計算案例

以下圖所示結構，在載荷P作用下，計算該部件疲勞壽命

本例MSC.Nastran求解文件如下：

其中求解文件中，要求MSC.Nastran進行疲勞分析語句為：

其中44，為疲勞 載荷和疲勞全局參數ID。 可以定義疲勞分析結果輸出格式（FORMAT）、是否輸出文本文件（PRINT到F06文件中）、疲勞分析對應載荷等。

目前MSC.Nastran輸出疲勞結果格式支持多種后處理軟件，用戶可根據習慣自由選擇。對該語句，Patran對應圖形界面為，可要求進行疲勞分析、定義疲勞分析區域等，如下：

疲勞計算方法、參數定義語句，疲勞參數包括：疲勞方法、計算應力類型、是否進行塑性修正（應變疲勞）、疲勞計算位置（節點、單元）、是否進行多線（核）程計算、雨流分析參數定義、置信區間定義、應力單位定義（MPa）等。

疲勞載荷定義，目前MSC.Nastran中支持用戶文本定義載荷歷程、dac、rsp文件和TABLFTG等，同時，定義疲勞載荷對應的SUBCASE ID，且可以定義比例系數、正則化系數、偏移因子等，對準靜態法疲勞分析，疲勞載荷語為 

FTGSEQ/FTGEVNT/FTGLOAD,三者之間相互引用關系如下：

Patran中定義界面為：

MSC.Nastran支持SN、EN疲勞材料定義，本例中語句為：

上述語句定義S-N曲線如下：

Patran中定義界面如下：

MSC.Nastran嵌入式疲勞分析結果包括：單次循環損傷（log顯示）、循環次數（log顯示）、最大應變、最大應力、最小應變、最小應力等。本例中Patran界面顯示如下：

嵌入式疲勞益處

整個流程在MSC.Nastran中，對使用者，只是擴展了少量語句，即可完成疲勞分析，學習成本小。

整個流程基于同一軟件完成，分析流程縮短，提高分析效率；

中間過程數據少，CPU/內存/硬盤資源消耗少；

中間過程數據少，方便管理。

文章來源：海克斯康工業軟件