هنگامی که یک ماده در معرض بارگذاری مکرر قرار می گیرد، می تواند به خوبی در برابر قدرت های مونوتونیک خود شکست بخورد. این پدیده به عنوان خستگی شناخته می شود. خستگی می تواند به تدریج رخ دهد، حتی زمانی که بارهای اعمال شده اندکی برای ایجاد شکست وجود داشته باشد. اکثر المان های ساختاری در طول عمر خود تحت انواع مختلف ارتعاشات قرار می گیرند. یک ساختار ممکن است با تعداد سیکل ها کمتر شکسته شود هنگامی که تحت دامنه های بالاتر ارتعاش (خستگی کم سیکل) قرار می گیرد و یا ساختار مشابه می تواند با تعداد بیشتری از سیکل، اما تحت دامنه کم ارتعاش (خستگی پر سیکل) شکسته شود. مهندسان مکانیک همیشه در مورد طراحی خستگی در طراحی اجزای ماشین نگران هستند و همچنین مهندسین عمران آسیب خستگی را عمدتا در پل های فولادی و سازه های فولادی که تحت تاثیر ارتعاشات ناشی از باد و زلزله قرار دارند مورد بررسی قرار میدهند.
رفتار اکثرقطعات تحت بار سیکلیک بعد از تعداد سیکل مشخص به سمت حالت پایداری میرود ویک رابطه ثابت برای تنش و کرنش ماده ارائه میشود. روش های کلاسیک برای به دست آوردن تعداد سیکلی که رفتار قطعه پایدار شود، بدین صورت بوده است که در طول زمان بار چرخه ای به قطعه اعمال گردیده تا زمانی که رفتار قطعه پایدار شود. این متد بسیار زمانبر بوده و نیازمند تحلیل در تعداد چرخه های بالاست. به منظور رفع این ایراد روش Direct cyclic analysis در نرم افزار آباکوسارائه شده است که در این روش یک تابع جابه جایی برای تمام زمان های آنالیز به صورت سری فوریه تعریف می گردد. در نرم افزار آباکوس معادله مورد نظر به روش نیوتن حل میشود و مقدار جابه جایی سیکل پایدار قطعه در تمامی زمان ها محاسبه می گردد. در این نرم افزار، در تحلیل هایی که به صورت متوالی در چند گام تعریف می شود، میتوان از ضرایب سری فوریه محاسبه شده در هر آنالیز، در آنالیز بعدی استفاده کرد. در نرم افزار آباکوس. تعداد ترم های سری فوریه در دقت جابه جایی محاسبه شده تاثیر به سزای دارد و تعداد اولیه و ماکزیمم ترم های سری فوریه برای رسیدن به جواب مناسب قابل تعریف بوده و نرم افزار به صورت خودکار تعداد ترم های اولیه وارد شده برای سری فوریه را تا جایی که نیاز است تا حداکثر مقدار وارد شده افزایش می دهد. در این روش تحلیل مقدار افزایش دما نیز در هر Incrementقابل تعریف است که بر اساس مقدار وارد شده نرم افزار بازه های زمانی حل را متناسب با افزایش دما در هر بازه زمانی تغییر میدهد تا زمانی که مقدار موردنظر از مقدار وارد شده بالاتر نباشد. در این نرم افزار افزایش مقدار نرخ کرنش پلاستیک نیز در طول آنالیز قابل کنترل است. روش های قدیمی برای بررسی خستگی (fatigue) بر اساس نمودارمقدار نیرو بر حسب تعداد سیکل تا شکست قطعه بوده که در حال حاضر نیز در بسیاری از طراحی های مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش رفتار کلی قطعه مدل سازی شده و رابطه بین تعداد سیکل و آسیب وارد شده به قطعه و یا طول ترک های قطعه ارائه نمیشود. یکی از روش های جایگزین، پیش بینی عمر خستگی (fatigue) با استفاده از قوانین ترک و شکست بر اساس انرژی کرنشی (inelastic strain/energy) غیرالاستیک در سیکل پایدار قطعه است. از آنجایی که مدل سازی رفتار شکست و ایجاد ترک تحت سیکل های بارگذاری با تعداد بالا بسیار زمان بر است، می توان در تعداد سیکل پایین رفتار قطعه را مورد بررسی قرار داد و با فرمول های آزمایشگاهی طول ترک و توزیع آن را تحت سیکل های زیاد پیش بینی کرد. برای محاسبه عمر خستگی قطعات در نرم افزار آباکوس روش Direct cyclic analysis با روش continuum damage mechanics و یا روش linear elastic fracturee mechanics ترکیب شده و بر اساس رشد ترک در قطعه عمر آن پیش بینی میشود. در این روش ابتدا رفتار قطعه تحت مقادیر مختلف بار و تعداد سیکل مختلف محاسبه شده و در نهایت از این نتایج برای پیش بینی خواص ماده در هر increment استفاده می شود. نتایج هر increment به عنوان مقدار اولیه در increment بعدی مورد استفاده قرار گرفته بنابراین طول ترک در هر increment آپدیت میشود. مقدار بار اعمالی به تدریج افزایش داده شده تا مقدار بار خستگی قطعه محاسبه گردد.
در نرم افزار آباکوس دو روش برای مدل سازی شکست تدریجی قطعات تحت بار سیکلیک موجود است.
