ANSYSWorkbench18.0疲劳分析设置与应用

在Workbench中，疲劳分析直接在疲劳工具【Fatigue Tool】下进行。首先详细设置疲劳工具的详细窗口，如图13-19所示；其次添加关心的疲劳结果参数。疲劳工具的添加可在线性应力求解之前或之后，这是因为疲劳计算不依赖线性应力分析计算，而疲劳结果基于线性静力分析结果。在导航树上插入疲劳分析工具，右键单击【Solution】→【Insert】→【Fa-tigue】→【Fatigue Tool】，或在求解工具【Tools】栏上插入【Fa-tigue Tool】。

（1）材料【Materials】 疲劳强度缩减因子【Fatigue Strength Factor】，可以认为是影响S N曲线的各因素中除了平均应力之外的其他影响因素的集中体现，使用此因子（在0和1之间）可说明用于生成S N曲线的测试环境与实际载荷环境间的差异。程序会先用交变应力除以该因子，然后再从S N曲线读取相应的循环数。这与减少导致在某个交变应力下失败的循环数等效。可以在疲劳手册上查询疲劳强度缩减因子值。

（2）载荷【Loading】

①载荷类型【Type】，载荷类型包括恒定振幅（Zero Based、Fully Reversed、Ratio）、非恒定振幅（History Data）、非比例载荷（Non proportional Loading）。比例载荷指主应力的比例恒定，其中，Ratio=0时相当于Zero Based载荷；Ratio=-1时相当于Fully Reversed载荷。

②缩放因数【Scale Factor】，设置载荷缩放大小。

（3）定义【Definition】 指定显示时间【Display Time】，可以指定一个求解时间，并显示在该求解时间内的结果，默认为结束时间。

（4）选项【Options】

①分析类型【Analysis Type】，分为应力寿命法【Stress Life】和应变寿命法【Strain Life】。

②平均应力理论【Mean Stress Theory】，用来指定处理平均应力影响的方法。如果基于应力寿命法分析，可以指定平均应力修正理论【Goodman，Soderberg，Gerber】、多重S N曲线（Mean Stress Curves）；如果基于应变寿命法分析，可以指定平均应力修正理论【Morrow，SWT（Smith Watson Topper）】，默认情况为忽略平均应力的影响。(www.xing528.com)

③应力分量【Stress Component】，实验数据得到单轴应力状态需转换到多轴状态的一个标量值，以确定某一应力幅下的寿命，因此应力分量允许定义应力结果与疲劳曲线（S N）比较。包括6（X，Y，Z，XY，YZ，XZ）应力分量、等效应力、有标示（正负）的等效应力、最大剪应力、最大主应力、绝对最大主应力。

④竖条尺寸【Bin Size】，设定非恒定高低幅度记录分解的循环次数，其值越大，排列阵列越大，平均和范围越精确，但消耗的计算资源也就越多，可在10～200范围内选取，如果输入32（默认），程序会将载荷分解为32等间距的范围。每个范围内的载荷是恒定的。

⑤快速雨流计数【Use Quick Rainflow Counting】，决定部分损伤发现前数据是否被输入到竖条中及竖条对求解精度的影响。若选“是”，则会输入竖条中，竖条尺寸数目会影响求解精度，效率高；若选“否”，则不会输入竖条中，竖条尺寸数目不会影响求解精度，但消耗的计算资源较多。仅适用于非恒定振幅载荷。

⑥无限寿命【Infinite Life】，当修正后的交变应力小于无限极限时要使用的循环数。对应力寿命方法，只将该数值用于最大循环数小于指定数字的S N曲线。对应力寿命方法，仅适用于非恒定振幅载荷。

⑦最大数据点绘制【Maximum Data Points To Plot】，允许指定一定数量的数据点显示在相应的曲线图中，默认值为5000。仅适用于非恒定振幅载荷。

（5）寿命尺度【Life Units】

①单位名称【Units Name】，包括循环次数、块数、秒、分钟、小时、天、月及自定义。

②基于循环次数【1 block is equal to】，其寿命根据选择的单位。