La resistenza a fatica viene determinata applicando vari livelli di sollecitazione ciclica a singoli campioni di prova e misurando il numero di cicli necessari per produrre il cedimento. La rappresentazione grafica dei punti dati di fatica è data dall'ampiezza della sollecitazione ciclica o sollecitazione alternata (S, asse verticale) rispetto al numero di cicli necessari per produrre il cedimento (N, asse orizzontale). La resistenza a fatica è definita come la sollecitazione a cui si verifica il cedimento a un determinato numero di cicli di carico. Di seguito è mostrata una curva S-N tipica.
Generalmente, viene utilizzato il logaritmo base 10 del numero di cicli N al posto di N a causa del grande intervallo tipico dei valori N. In SOLIDWORKS Simulation, si può scegliere tra tre schemi di interpolazione per individuare i punti dati intermedi su una curva S-N: Log-log, Semi-Log e Lineare. Per gli esempi di schemi di interpolazione S-N, vedere la Guida di SOLIDWORKS Simulation: Esempio di schemi di interpolazione SN.
I campioni vengono testati con una serie di livelli di sollecitazione decrescente fino a quando non si produce un cedimento all'interno di un numero massimo di cicli selezionato (di solito 10 milioni di cicli). La porzione all'incirca orizzontale della curva definisce il limite di fatica o di resistenza per il materiale sottoposto a test. Se l'ampiezza della sollecitazione applicata è al di sotto del limite di fatica del materiale, si dice che il campione ha una vita infinita. Tuttavia, per molti metalli non ferrosi e leghe come quelle di alluminio, magnesio e rame, non ci sarà un limite di resistenza definito e la porzione di sollecitazione bassa della curva non convergerà su una linea orizzontale. Questi materiali presentano invece una curva S-N decrescente in modo continuo.
Una curva S-N per un materiale definisce le ampiezze di sollecitazione ciclica (o sollecitazione alternata) rispetto al numero di cicli necessari per produrre il cedimento con un determinato rapporto di sollecitazione R. Il rapporto di sollecitazione R è definito come il rapporto della sollecitazione ciclica minima rispetto alla sollecitazione ciclica massima. Per un carico totalmente invertito, R = -1. Quando il carico è applicato e rimosso (non invertito), R = 0.
I risultati sperimentali hanno dimostrato che la sollecitazione media ha un impatto significativo sulla resistenza alla fatica di un campione. Per ogni materiale, è possibile definire più curve S-N (fino a dieci) dove ciascuna curva S-N corrisponde a un diverso rapporto di sollecitazione R. Il software utilizza quindi l'interpolazione lineare tra le curve S-N per estrarre i dati per un determinato rapporto di sollecitazione.
Quando si utilizza una curva S-N con il rapporto di sollecitazione R = -1 (sollecitazione completamente reversibile o di media zero) per definire le proprietà della fatica di un materiale, è possibile selezionare un metodo di correzione (Goodman, Gerber o Soderberg) per considerare gli effetti delle sollecitazioni medie diverse da zero.
Le curve S-N si basano su una durata della fatica media o su una data probabilità di cedimento. Quando si genera una curva S-N per un materiale, sono necessarie molte verifiche per variare statisticamente la sollecitazione alternata, la sollecitazione media (o rapporto di sollecitazione) e il conteggio del numero di cicli necessari per produrre il cedimento.
Le prove per generare le curve S-N vengono eseguite in un ambiente di carico controllato. Nella maggior parte dei casi, le curve S-N sono ottenute da un carico monoassiale su cicli di sollecitazione totalmente invertita. Poiché l'ambiente di carico effettivo è generalmente multiassiale, potrebbe essere necessario ridurre la resistenza a fatica. Il software fornisce il Fattore di riduzione della resistenza a fatica nella finestra di dialogo Fatica per calcolare questa discrepanza.