振动疲劳相对于静态工况和瞬态工况的疲劳在OptiStruct中定义的主要区别在于
➡ 载荷曲线（FATLOAD）
➡ 疲劳控制参数的差异（FATPARM）


其他关于材料 SN 曲线及疲劳分析单元 (FATDEF) 的定义与静态/瞬态工况分析相同，这里就不赘述了。
本期我们就来详细介绍 FATLOAD，FATPARM 这两部分~

1.  扫频/定频疲劳
扫频以及定频疲劳在 2017.2 版本中仅支持单轴疲劳，疲劳分析支持实体和壳单元，可以做 SN/EN疲劳。
卡片相关
FATLOAD

在原来的卡片的基础上，加上 SWEEP 关键字，扫频速度（SR）以及扫频单位（按Hz/倍频扫）。当 SR=0，表示定频疲劳，此时频率为 FREQ（i）中的第一个频率。

需要注意的是在扫频/定频疲劳中，一个 FATEVNT 中仅支持单个 FATLOAD，不支持应力叠加。

FATPARM

同样加上 SWEEP 关键字，NF/DF 指定参与扫频的频率个数/增量；如果当前取到的频率点没有对应的应力结果，则用前后的频率结果进行插值得到其应力。如果定义了 NF 则忽略 DF。STSUBID 指定静力工况，用于引入平均应力。

损伤/寿命计算

1）定频疲劳的损伤计为损伤量和总时长的乘积。

损伤量可以由该频率下的应力结果和材料的 SN 曲线确定在定频疲劳中 FATSEQ 直接指定T(总时长)

2）扫频疲劳的损伤则是计算频率段内各采样频率上的损伤（=单循环损伤*循环次数），然后再叠加。

从上面的定义可知，重点在于确定循环次数以及单次循环的损伤量。

单次循环的损伤量可以由该频率下的应力结果和材料的 SN 曲线确定。在扫频中，按照 NF/DF 对直接求解得到的频响函数应力结果进行采样得到指定频率下的应力结果。应用该应力结果计算单次循环产生的损伤。如果存在平均应力，可考虑平均应力修正。

通过两种不同扫频方式计算相对应的循环次数。

MODEL

FATLOAD 卡片上的 SWEEP 字段 HyperMesh2017 版本图形界面暂不支持，需要在 .fem 文件中手动修改。

1.  定频

FATLOAD

2.  扫频

结果：

2.  随机疲劳

随机疲劳在2017.2 版本中仅支持单轴疲劳，等效应力为vonMises的情况。

卡片相关

FATLOAD

随机振动中，FATLOAD载荷历程曲线为随机振动分析得到的PSD曲线，不需要额外输入曲线，所以TID 置空。

FATPARM

加上RANDOM关键字。

其中：

FACSREND    用于计算应力值上限2*RMS Stress*FACSREND( )

SREND           用于直接指定应力值上限

NBIN              用于计算应力分布宽度DS=SREND/NBIN

DS                 用于直接指定应力分布宽度( )

STSUBID       用于引入平均应力     

一般随机振动频率寿命预测方法可以分为时域法和频域法。

时域法主要有三角级数法，逆傅里叶变化法以及参数模型法，首先对随机过程进行时域模拟，得到应力响应,再应用雨流计数法，计算应力循环，再根据SN曲线和miner叠加进行寿命计算。

大致步骤如下：

功率谱密度➡随机振动的时域信号➡随机幅值雨流计数➡线性损伤累积。

从PSD曲线构建PDF曲线的方法有很多种,包括Rice模型、Bendat模型、Wirsching和Lisht修正模型、Dirlik模型、Zhao和Baker模型等。多数模型都有其适用范围.比如通常认为最优的Dirlik模型适用于宽带随机过程.

在OptiStruct中,主要提供了4种模型:DIRLIK, LALANNE, NARROW, and THREE。

1.DIRILIK