UFHLA帮助文档：详细使用指南与技巧分享

前言

全功能单向或疲劳滞回环分析程序（Uniaxial or fatigue Hysteresis Loop Analysis）：UFHLA 已更新到 V 2.1，更新日期 2023.10.29，已经在使用的小伙伴可联系我免费更新，主页有联系方式。软件为绿色版，即点即用，不是 Matlab 插件，不需要任何辅助平台，也不需要安装，需注册，绑定电脑，永久有效，全网最佳。  （注：本软件针对通用需一直都是免费更新、免费升级的）

软件 HLAMaster 只能处理抗震试验（拟静力）的滞回曲线，无法处理单向循环加载、疲劳试验等得到的滞回曲线，这是由于算法与分析内容的不同，为了对单向循环加载、疲劳试验等得到的滞回曲线进行处理，编写了程序 UFHLA。该程序可以对单向循环加载、疲劳试验等得到的滞回曲线进行处理，如分解滞回曲线、计算单个滞回环面积（耗散能）、计算阻尼比、割线刚度，弹性模量等。

更新日志

1. 2022.06.15 UFHLA V 1.0， 链接

• 版本描述：发布单向与疲劳滞回环处程序的第一个版本。

2. 2022.08.20 UFHLA V 1.1, 链接

• 版本描述：修复部纷单)滞回曲线不能分解的错误；新增自定义阈值控制选项，可针对不同曲线进行单独调节。

3. 2022.12.25 UFHLA V 2.0, 链接

• 版本描述：发布全功能单向与疲劳滞回环处理程序；新增滞回曲线预处理功能，包括曲线整体平滑、局部平滑、停顿点修正、Gif 动图制作；新增各项指标查看功能

4. 「2023.10.29 UFHLA V 2.1」

• 版本描述：
• 重构基础算法，采用交互方式拆分滞回曲线，支持荷载、位移两种方式拆解
• 支持任意单向曲线的拆解，包括多级加载
• 调整界面 UI，更美观
• 支持删除滞回环、显示多圈滞回环功能
• 支持整体平滑，目前支持三种算法：CatmullRom、Chaikin、相邻平均法
• 支持评价指标导出，包括计算单个滞回环面积（耗散能）、输入总能量、弹性变形能、阻尼比、割线刚度，弹性模量等
• 支持停顿点修正
• 支持曲线动图制作
• ...

软件界面

软件功能

参数解释

• 阻尼比、割线刚度计算

参考《水电水利工程土工试验规程》（DL/T 5355-2006）第28.0.9条及相关论文，阻尼比及割线刚度 (即动弹性模量)的计算公式如下：

❝

1. 水电水利工程土工试验规程[S], 2006:111 P.; A5

❞

• 滞回环面积（耗散能）、输入总能量、弹性变形能计算 以下引用的论文中，对滞回环面积如何定义的给出了详细的解释。图中 ABCF 的面积为输入总能量（Input energy）, 即加载段与坐标轴围成的面积； CDEF 的面积为弹性变形能，即卸载段与坐标轴围成的面积；ABCDE 的面积为滞回环面积，即耗散能。

关于面积的单位：

❝

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. 张媛. 循环荷载条件下岩石变形损伤及能量演化的实验研究[D].重庆大学,2012.

❞

• 加载段弹性模量、卸载段弹性模量

参考下面论文的定义：弹性模量是定义应力和应变关系的关键参数，将循环峰值应力值的３０％作为每个循环加载阶段近似线性段的起点，近似线性段的终点为循环峰值应力值的 7０％，确保弹性模量的近似线性段的起点和终点处于加载和卸载阶段。即从滞回环加载段截取峰值应力的 30%-70%的两点之间的斜率为加载段弹性模量，卸载段同理。

❝

1.杨圣奇, 陶焱, 唐劲舟. 循环加载下单节理砂岩三轴强度与变形试验研究[J]. 中国矿业大学学报, 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.

❞

• 累积耗能面积

即单圈滞回环面积累加。

软件操作

• 曲线拆解

针对单向、疲劳的曲线，采用交互的方式来拆解，需要身人为的选择来选择峰值，通过框选操作，可以方便的进行拆分。

软件会自动识别部分峰值，但是有时候识别不是很准确，所以可以直接人为的来选择，直接框选数据得波峰或波谷，软件会自动识别该段的峰值或谷值，峰值调整完毕后，点确认即可。当然，如果发现上一次没调整好，可以重复的进行调整，直到拆分成功。

操作提示：先选择是进行新增还是删除操作，然后在绘图区用鼠标中键框选即可，鼠标左键拖动。

• 评价指标查看、导出滞回数据

「拆分成功后，才可以查看评价指标及导出滞回数据」，因为需要针对每条曲线进行调整，所以软件并不支持批量导出，只能一个一个来。

操作提示：拆分正确后可查看评价指标、可导出滞回数据（调整峰值、评价指标、导出滞回数据三个按钮功能是有先后的，不是独立的；停顿点修正、整体平滑、动图制作三个按钮功能是独立的）。

导出的滞回环数据格式如下：

• 停顿点修正

就是把重合的点人为的去除，阈值就是两个点之间的距离，如果这两个点之间的距离小于阈值，则认为这两点重合，从而删除，图中红色的点即为要删除的停顿点。

• 整体平滑

试验得到的滞回曲线有抖动、噪点很正常，在原始曲线的基础上，适当的进行拟合，我认为是没问题的。提供5种算法来拟合曲线，每种算法效果不一样，需要自行尝试。
「Catmull-Rom 算法：」 曲线会经过其每一个控制点。
「Chaikin(柴金)算法：」 由一组控制点开始，通过细分生成的曲线的方法。
「相邻平均法：」 利用邻近数据的平均值来拟合曲线。
「控制点数量：」 对于 Catmull-Rom 和 Chaikin 算法，控制点数量较小时效果更好；对于相邻近似算法，控制点数量较大时效果更好；3种算法都需要保持控制量数量小于曲线点数量，否则报错。
「插值点数：」 影响较小，可以保持默认。
「注意：平滑效果与控制点数量和拟合算法有关，可以多次尝试。」

• 动图制作：用来制作试验和曲线同步变化的加载过程的效果图。
• 支持动图速度调节
• 支持任意二维曲线
• 支持在图中添加文字
• 支持导出无背景GIF（图片质量中选择灰度即可）
• 支持修改字体
• 支持自定义坐标轴标签
• 支持压缩GIF动图

压缩 GIf 需要下载 Gifsicle, 下载链接 ：https://www.lcdf.org/gifsicle/，下载完成后加 Gifsicle. exe 加入系统 path 路径的环境变量中，软件会自动调用从而实现压缩。

视频演示

待更新...

常见问题

待反馈...

结语

作为一个资深的颜控，我认为一个软件没有好看的界面，是难以忍受的，这个软件满足了我的审美。此外，功能也很完善，我能想到的功能、细节都在里面了，有任何问题或者新的需求都可以联系我，欢迎试用，感谢支持。