ANSYS Workbench疲劳分析：基于应力的高周疲劳探讨与S-N曲线应用

在"Ansys Workbench疲劳分析"文档中，主要探讨了结构设计中的疲劳失效问题，这是由于反复加载导致的一种常见结构失效形式。文档将疲劳分为高周疲劳和低周疲劳两种类型，其中高周疲劳适用于应力疲劳理论，如ANSYS FatigueModule add-on，而低周疲劳则倾向于应变疲劳计算。恒定振幅载荷是最基础的疲劳情况，其中最大和最小应力保持不变，而变化振幅载荷则涉及到应力幅度和比例的变化。 章节中详细介绍了应力的定义，包括应力范围（Δσ）、平均应力（σm）、应力幅（σa）和应力比（R）。对称循环载荷和脉动循环载荷的区别也在此处明确，前者对应于σm=0和R=-1，后者对应于σm=σmax/2和R=0。疲劳失效与载荷的关系通过应力-寿命曲线（S-N曲线）展示，这个曲线揭示了应力幅与失效循环次数之间的关系。 S-N曲线是疲劳性能的重要工具，它是通过对实际材料样品进行疲劳测试得到的，特别是针对弯曲或轴向负载的单轴应力状态。通过这个曲线，工程师可以预测和评估不同载荷条件下，部件的疲劳寿命，这对于优化设计和防止早期失效具有重要意义。在Ansys Workbench中，用户可以利用这些理论和工具进行疲劳分析，以确保结构设计的可靠性和耐久性。