算例丨结构疲劳分析方法及应用

使用WORKBENCH和DESIGNLIFE对轴进行疲劳分析，分为两步。第一步是在WORKBENCH中建立有限元模型，并分别施加集中力和集中力偶，通过计算，得到两种情况的米塞斯应力，这相当于两种工况，这样可以得到ANSYS WORKBENCH的结构分析结果文件*.rst.第二步在DESIGNLIFE中进行，首先根据疲劳分析的五框图，构造疲劳分析流程，然后分别设定各个框图的属性，即有限元结果文件，载荷文件，材料文件，疲劳分析选项，然后启动分析，通过后处理以查看轴上各点的疲劳寿命。

01      

WORKBENCH中建立有限元模型并进行分析。

   

使用designmodeler创建几何模型      

   

01      

 

设置材料属性      

   

02      

 

划分网格      

   

03      

 

设置分析选项      

   

04      

这里设置两个载荷步，其目的只是分开弯曲和扭转这两种工况。  

 

设置固定边界条件      

   

05      

 

施加集中力和集中力偶      

   

06      

第一个载荷步施加集中力，而第二个载荷步施加集中力偶。  

 

分析。      

   

07      

 

得到两种情况的米塞斯应力      

   

08      

       

左边的云图取自第一个载荷步，它是弯曲产生的应力云图。  

右边的云图来自第二个载荷步，它是扭转产生的应力云图。  

计算完毕后，保存结果，退出ANSYS WORKBENCH.  

02      

DESIGNLIFE中的疲劳分析。

   

1.打开designlife，创建分析流程图如下。  

 

该流程图中，左边时输入（左上是有限元结果输入，左下是载荷的时间历程曲线输入），中间是疲劳分析模块（这里是应变寿命疲劳分析），右边是输出（右上是有限元分析结果显示，右下是列表输出危险点的情况）。  

 

2.把可以用的数据中的有限元分析结果拖入到有限元输入框，建立关联。  

 

 

3.把可以用的数据中的载荷时间历程文件拖入到时间序列输入框，建立关联。  

 

 

 

 

把第一种载荷工况（弯曲工况）与第一个时间序列建立关联。它表明了该集中力在按照此载荷时间历程发生改变。  

同理，把第二种载荷工况（弯曲工况）与第二个时间序列建立关联。它表明了该集中力在按照此载荷时间历程发生改变。  

 

设置应力单位为pa。      

 

 

 

 

 

从该有限元图上可以看出，在固定端处的点最危险，这里给出了各个点损坏的应力云图。