ANSYSWORKBENCH疲劳分析入门教程

"ANSYS WORKBENCH疲劳分析指南是一份针对初学者的教程，主要讲解如何在该平台上进行疲劳分析。疲劳分析建立在基于线性静力分析的基础上，且可以在求解前或后添加疲劳工具。该章节主要关注恒定振幅、比例载荷的疲劳分析，后续章节会涉及变化振幅和非比例载荷的情况。疲劳分析步骤包括模型设定、材料属性定义、接触区域定义、网格控制、载荷和约束设定、结果要求（包括Fatigue Tool）以及模型求解和结果查看。疲劳计算仅支持体和面模型，不考虑线模型。材料特性需包括杨氏模量、泊松比等，并需提供S-N曲线数据以进行疲劳寿命预测。材料特性可通过工程数据分支下的“疲劳特性”进行添加和修改，支持输入不同平均应力或应力比下的多重S-N曲线。" 在ANSYS WORKBENCH中进行疲劳分析，首先需要理解其基础是线性静力分析，这意味着分析过程中不会考虑非线性效应，即使模型可能包含非线性元素。疲劳分析分为几个关键步骤： 1. **模型定义**：在此阶段，用户需要指定材料属性，如杨氏模量、泊松比等，并根据需要定义接触区域。网格控制是可选的，可以根据问题的复杂度来选择是否进行精细化。 2. **载荷与约束**：载荷和支撑条件的设定是关键，这些条件决定了结构所受的循环或重复载荷。 3. **结果要求**：在设置中包括Fatigue Tool，它会处理基于线性静力分析结果的疲劳计算，而不是谐响应分析。 4. **求解与查看结果**：执行求解后，用户可以通过Fatigue Tool查看疲劳寿命预测和其他相关结果。 在材料特性方面，疲劳分析特别关注S-N曲线，这是预测材料疲劳寿命的关键。S-N曲线描述了材料在不同应力水平下经历的生命周期，通常在“交变应力与循环”选项中输入。如果材料在不同平均应力或应力比下有不同的表现，用户可以输入多条S-N曲线。S-N曲线可以是线性、半对数或双对数形式，选择哪种形式取决于数据的特性。 疲劳分析在处理线模型时有特殊限制，线模型不参与疲劳计算，但可以用于增加结构的刚性。因此，在进行疲劳分析时，用户必须确保模型只包含体和面元素，以获得准确的应力结果。 ANSYS WORKBENCH的疲劳分析功能提供了对结构在循环载荷下耐久性评估的工具，适用于机械、航空航天、汽车等多个领域，帮助工程师预测产品的疲劳寿命，从而进行优化设计。通过理解和熟练应用上述步骤及材料特性，初学者可以逐步掌握这一强大的分析方法。