在创建好有限元模型的基础上，进行后续的疲劳分析需要提供材料疲劳属性参数和定义疲劳载荷变量特性。在疲劳解算过程中，载荷变量还要和其他疲劳判据（疲劳寿命准则）相结合，才能完成疲劳解算从而来评估结构的耐久性。下面对疲劳分析的主要参数和选项进行简介。
（1）材料疲劳属性
材料疲劳属性参数是疲劳分析计算的基础，这些参数是通过实验手段将标准试样施加动态周期载荷（拉伸、弯曲和扭转），直到出现裂纹或者断裂时得到的。机械产品中的常见材料疲劳属性参数由疲劳强度、疲劳强度指数、疲劳塑性系数和疲劳塑性指数4个参数组成，如表5-1所示。借助这些参数，才可以对相应材料的产品/零件做疲劳性能的模拟计算和评估分析。
表5-1 常见材料的疲劳属性参数
当然，软件在进行结构疲劳计算时，除了上述4个疲劳材料属性参数之外，还需要弹性模量、泊松比、屈服强度和抗拉强度等材料属性参数一起参与计算。另外，软件采用应力寿命准则计算疲劳寿命时，疲劳塑性系数和疲劳塑性指数是不参与计算。
（2）疲劳载荷变量
疲劳分析的目的就是模拟零件在一段时间内可以承受重复的、周期变化的载荷，循环中随时间而变的载荷称为载荷变量。载荷变量包括周期函数、循环次数和缩放因子3个参数。
1）载荷的半周期或者全周期函数。半周期载荷函数是指结构初始时处于静止状态或者应力释放状态，结构被简单地加载至最大应力，然后卸载返回到平衡状态，如图5-1所示；全周期载荷函数是指结构加载过程类似于正弦波，结构初始时处于静止状态或者应力释放状态，然后被加载至最大正应力，再卸载或应力释放，再一次加载至最大负应力，最后再卸载到平衡状态，如图5-2所示。
图5-1 半周期载荷函数
图5-2 全周期载荷函数
2）循环次数是指零件承受半周期或者全周期循环载荷的周期次数。
3）缩放因子用于线性地缩小或者放大应力的结果值，使用缩放因子可以避免对不同加载值执行重复解算，是一种快速而简便的方式。
实际操作中可以定义一组载荷变量，也可以定义两组或更多载荷，比如可以定义零件承受的实际疲劳载荷变量如下：首先按名义应力值经历1000次循环，然后按3倍名义应力值经历50000次循环，最后按1.5倍名义应力值经历100000次循环，这里的名义应力值需要通过线性静力学解算得到。
（3）疲劳寿命准则
因为疲劳试验数据是从试件的单轴弯曲试验数据得来的，因此需要把有限元计算得到的多轴应力转化为等价的单轴应力。NX Nastran提供的评估疲劳寿命的准则及其使用场合如表5-2所示。(www.xing528.com)
表5-2 疲劳寿命准则及其使用场合
其中，高循环场合是指零件在低于其屈服强度的循环应力作用下，施加100000次以上交变载荷而产生疲劳的情况；低循环场合是指零件在接近或者超过其屈服强度的循环应力作用下，施加100～100000塑性交变载荷而产生疲劳的情况。
在高循环场合中，疲劳过程由弹性应变起主导作用；在低循环场合中塑性应变逐渐成为疲劳破坏的主导因素，使应力-寿命曲线随应力大小的提高趋于平坦，此时难于采用应力描述实际寿命的变化，此时就产生了E-N曲线来描述疲劳过程。
（4）疲劳评估选项
疲劳解算结束后，其分析结果包括结构强度（应力安全因子）、疲劳强度（疲劳安全因子）和疲劳寿命这3个指标。下面对这3个指标进行简介。
1）应力安全因子（Stress Safety Factor，SSF）
应力安全因子用于衡量零件的总体强度，是作为无单位标量而生成的一个疲劳结果，由应力判据（也称应力准则）除以某一应力类型的应力值（或有效应力）计算得到。其中应力判据可以选择抗拉极限强度或者屈服强度；应力类型或有效应力可以选择VonMises应力、Tres-ca（特雷斯卡）应力、最大主应力（Max Principal）或最小主应力（Min Principal）。
应力安全因子决定结构的破坏程度，SSF值大于1是可以接受的，而SSF值小于1预示结构由于强度不足而遭到破坏。显然，如果计算过程中发现仅仅是结构加载就会导致结构强度不足，则不需要进一步评估疲劳，建议重新进行结构设计。
2）疲劳安全因子（Fatigue Safety Factor，FSF）
疲劳安全因子由疲劳应力判据（疲劳应力准则）除以应力幅值计算得到，作为无单位标量而生成的一个疲劳结果，用来估算疲劳强度，预测结构的任何部分是否会由于周期载荷而被破坏。
疲劳安全因子分析结果反映了与疲劳负载循环中所定义的循环载荷条件相对应的疲劳安全因子。在设计中，疲劳安全因子必须大于1。另外要注意：
●疲劳安全因子趋于无限大的结构区域，已经足够安全；
●疲劳安全因子小于或者等于1的结构区域，在给定的疲劳载荷周期的反复作用下，最终会遭到破坏；
●疲劳安全因子的值较低，意味着该区域结构承受的疲劳载荷周期中交变应力的范围大。
3）疲劳寿命（Fatigue Life）
疲劳寿命用于评估零件按指定的上述4个疲劳寿命准则，施加若干周期载荷循环次数后是否仍然可用。不同的寿命准则是采用不同的S-N曲线来进行计算的，通过对结构在刚开始产生裂纹时疲劳循环的次数进行统计，从而计算出疲劳寿命，最终疲劳寿命采用实际的标量结果（出现裂纹之前的疲劳工作循环次数）来表示。
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