前言

全功能單向或疲勞滯回環分析程序（Uniaxial or fatigue Hysteresis Loop Analysis）：UFHLA 已更新到 V 2.1，更新日期 2023.10.29，已經在使用的小伙伴可聯系我免費更新，主頁有聯系方式。軟件為綠色版，即點即用，不是 Matlab 插件，不需要任何輔助平臺，也不需要安裝，需注冊，綁定電腦，永久有效，全網最佳。  （注：本軟件針對通用需一直都是免費更新、免費升級的）

軟件 HLAMaster 只能處理抗震試驗（擬靜力）的滯回曲線，無法處理單向循環加載、疲勞試驗等得到的滯回曲線，這是由于算法與分析內容的不同，為了對單向循環加載、疲勞試驗等得到的滯回曲線進行處理，編寫了程序 UFHLA。該程序可以對單向循環加載、疲勞試驗等得到的滯回曲線進行處理，如分解滯回曲線、計算單個滯回環面積（耗散能）、計算阻尼比、割線剛度，彈性模量等。

更新日志

1. 2022.06.15 UFHLA V 1.0， 鏈接

• 版本描述：發布單向與疲勞滯回環處程序的第一個版本。

2. 2022.08.20 UFHLA V 1.1, 鏈接

• 版本描述：修復部紛單)滯回曲線不能分解的錯誤；新增自定義閾值控制選項，可針對不同曲線進行單獨調節。

3. 2022.12.25 UFHLA V 2.0, 鏈接

• 版本描述：發布全功能單向與疲勞滯回環處理程序；新增滯回曲線預處理功能，包括曲線整體平滑、局部平滑、停頓點修正、Gif 動圖制作；新增各項指標查看功能

4. 「2023.10.29 UFHLA V 2.1」

• 版本描述：
• 重構基礎算法，采用交互方式拆分滯回曲線，支持荷載、位移兩種方式拆解
• 支持任意單向曲線的拆解，包括多級加載
• 調整界面 UI，更美觀
• 支持刪除滯回環、顯示多圈滯回環功能
• 支持整體平滑，目前支持三種算法：CatmullRom、Chaikin、相鄰平均法
• 支持評價指標導出，包括計算單個滯回環面積（耗散能）、輸入總能量、彈性變形能、阻尼比、割線剛度，彈性模量等
• 支持停頓點修正
• 支持曲線動圖制作
• ...

軟件界面

軟件功能

參數解釋

• 阻尼比、割線剛度計算

參考《水電水利工程土工試驗規程》（DL/T 5355-2006）第28.0.9條及相關論文，阻尼比及割線剛度 (即動彈性模量)的計算公式如下：

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1. 水電水利工程土工試驗規程[S], 2006:111 P.; A5

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• 滯回環面積（耗散能）、輸入總能量、彈性變形能計算 以下引用的論文中，對滯回環面積如何定義的給出了詳細的解釋。圖中 ABCF 的面積為輸入總能量（Input energy）, 即加載段與坐標軸圍成的面積； CDEF 的面積為彈性變形能，即卸載段與坐標軸圍成的面積；ABCDE 的面積為滯回環面積，即耗散能。

關于面積的單位：

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1. Wang, J., Li, J., Shi, Z. & Chen, J. Energy evolution and failure characteristics of red sandstone under discontinuous multilevel fatigue loading. International Journal of Fatigue 160, 106830 (2022).
2. Wang, J., Li, J., Shi, Z., Chen, J. & Lin, H. Fatigue characteristics and fracture behaviour of sandstone under discontinuous multilevel constant-amplitude fatigue disturbance. Engineering Fracture Mechanics 274, 108773 (2022).
3. 張媛. 循環荷載條件下巖石變形損傷及能量演化的實驗研究[D].重慶大學,2012.

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• 加載段彈性模量、卸載段彈性模量

參考下面論文的定義：彈性模量是定義應力和應變關系的關鍵參數，將循環峰值應力值的３０％作為每個循環加載階段近似線性段的起點，近似線性段的終點為循環峰值應力值的 7０％，確保彈性模量的近似線性段的起點和終點處于加載和卸載階段。即從滯回環加載段截取峰值應力的 30%-70%的兩點之間的斜率為加載段彈性模量，卸載段同理。

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1.楊圣奇, 陶焱, 唐勁舟. 循環加載下單節理砂巖三軸強度與變形試驗研究[J]. 中國礦業大學學報, 2020,49 (05): 819-825. DOI: 10.13247/j.cnki. Jcumt. 001163. 2.FAIRHURST C E,HUDSON J A.Draft ISRM suggested method for the complete stress-strain curve for intact rock in uniaxial compression[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,1999,36(3): 279-289.

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• 累積耗能面積

即單圈滯回環面積累加。

軟件操作

• 曲線拆解

針對單向、疲勞的曲線，采用交互的方式來拆解，需要身人為的選擇來選擇峰值，通過框選操作，可以方便的進行拆分。

軟件會自動識別部分峰值，但是有時候識別不是很準確，所以可以直接人為的來選擇，直接框選數據得波峰或波谷，軟件會自動識別該段的峰值或谷值，峰值調整完畢后，點確認即可。當然，如果發現上一次沒調整好，可以重復的進行調整，直到拆分成功。

操作提示：先選擇是進行新增還是刪除操作，然后在繪圖區用鼠標中鍵框選即可，鼠標左鍵拖動。

• 評價指標查看、導出滯回數據

「拆分成功后，才可以查看評價指標及導出滯回數據」，因為需要針對每條曲線進行調整，所以軟件并不支持批量導出，只能一個一個來。

操作提示：拆分正確后可查看評價指標、可導出滯回數據（調整峰值、評價指標、導出滯回數據三個按鈕功能是有先后的，不是獨立的；停頓點修正、整體平滑、動圖制作三個按鈕功能是獨立的）。

導出的滯回環數據格式如下：

• 停頓點修正

就是把重合的點人為的去除，閾值就是兩個點之間的距離，如果這兩個點之間的距離小于閾值，則認為這兩點重合，從而刪除，圖中紅色的點即為要刪除的停頓點。

• 整體平滑

試驗得到的滯回曲線有抖動、噪點很正常，在原始曲線的基礎上，適當的進行擬合，我認為是沒問題的。提供5種算法來擬合曲線，每種算法效果不一樣，需要自行嘗試。
「Catmull-Rom 算法：」 曲線會經過其每一個控制點。
「Chaikin(柴金)算法：」 由一組控制點開始，通過細分生成的曲線的方法。
「相鄰平均法：」 利用鄰近數據的平均值來擬合曲線。
「控制點數量：」 對于 Catmull-Rom 和 Chaikin 算法，控制點數量較小時效果更好；對于相鄰近似算法，控制點數量較大時效果更好；3種算法都需要保持控制量數量小于曲線點數量，否則報錯。
「插值點數：」 影響較小，可以保持默認。
「注意：平滑效果與控制點數量和擬合算法有關，可以多次嘗試。」

• 動圖制作：用來制作試驗和曲線同步變化的加載過程的效果圖。
• 支持動圖速度調節
• 支持任意二維曲線
• 支持在圖中添加文字
• 支持導出無背景GIF（圖片質量中選擇灰度即可）
• 支持修改字體
• 支持自定義坐標軸標簽
• 支持壓縮GIF動圖

壓縮 GIf 需要下載 Gifsicle, 下載鏈接 ：https://www.lcdf.org/gifsicle/，下載完成后加 Gifsicle. exe 加入系統 path 路徑的環境變量中，軟件會自動調用從而實現壓縮。

視頻演示

待更新...

常見問題

待反饋...

結語

作為一個資深的顏控，我認為一個軟件沒有好看的界面，是難以忍受的，這個軟件滿足了我的審美。此外，功能也很完善，我能想到的功能、細節都在里面了，有任何問題或者新的需求都可以聯系我，歡迎試用，感謝支持。