在 ANSYS 中进行疲劳分析,通常基于 Workbench 平台 或 APDL 命令流,结合静力学(或动力学)结果与材料疲劳数据,评估结构的寿命、损伤或安全系数。以下是基于公开资料整理的主流操作流程:一、ANSYS Workbench 疲劳分析基本流程
创建几何模型并导入
在 DesignModeler 或外部 CAD 软件中建立几何模型。
导入至 ANSYS Workbench 的 Static Structural 模块。
定义材料属性
双击 Engineering Data,设置:弹性模量(E)、泊松比(ν)
屈服强度、密度等静态参数
S-N 曲线(应力-寿命曲线):用于高周疲劳(Stress-Life)分析;若涉及塑性变形,则需 ε-N 曲线(应变-寿命曲线)用于低周疲劳(Strain-Life)
划分网格
插入 Mesh,设置合适单元尺寸(如 0.2 mm)
推荐使用扫掠(Sweep)或映射网格(Mapped)以提高精度
施加边界条件与载荷
固定支撑(Fixed Support)约束位移
施加集中力、压力或位移等载荷
求解静力学问题
点击 Solve,获取应力、应变结果(生成 .rst 文件)
插入疲劳工具
在 Solution 树中右键 → Insert → Fatigue Tool
配置疲劳选项:分析类型:Stress Life(高周)或 Strain Life(低周)
载荷类型:Fully Reversed(对称循环)、Zero-Based(脉动循环)等
平均应力修正:如 Goodman、Gerber、Soderberg 等
后处理查看结果
插入 Life(寿命)、Damage(损伤)、Safety Factor(安全系数) 等结果
查看云图,识别高风险区域
二、高级疲劳分析方法(适用于复杂工况)
多轴疲劳:使用 临界平面法(如 Brown-Miller、Fatemi-Socie 准则)
变幅载荷:导入 载荷时间历程(Load Time History),通过 雨流计数(Rainflow Counting)+ Miner 线性累积损伤理论 计算
瞬态耦合疲劳:先做 Transient Structural 分析,再将应力时间历程导入 Fatigue 模块
与 nCode DesignLife 联合使用:适用于复杂载荷谱或谐波+静态组合载荷
三、关键注意事项
S-N 曲线必须准确:标准材料数据仅作参考,建议使用实测或行业标准数据
网格质量影响结果:应力集中区域需局部加密
疲劳分析依赖静力学结果:若静力学未收敛,疲劳结果无效
单位一致性:确保几何、载荷、材料单位统一(推荐 SI 单位)
四、学习资源推荐
视频教程:ANSYS Workbench疲劳分析实战操作—回形针模型全流程演示(2026年3月发布,含完整操作演示)
文档教程:ANSYS Workbench疲劳分析流程.docx(40页,含基本概念与步骤)
注:上面流程基于 ANSYS 2025 R2 或类似版本,界面与功能可能因版本略有差异。
武汉格发信息技术有限公司 | 许可分析,许可优化,许可管理,许可授权,软件授权