疲劳分析步骤
机械设计中的疲劳分析
机械设计中的疲劳分析在机械设计中，疲劳分析是一个关键的环节。
疲劳是指材料在循环应力加载下发生的逐渐累积的损伤现象，其主要机理是由于循环载荷引起的应力集中、材料本身的缺陷、摩擦、腐蚀等因素导致材料的损坏。
因此，进行疲劳分析可以帮助工程师预测和评估机械零件的寿命，并采取相应的措施来提高机械零件的可靠性和耐久性。
1. 疲劳分析的背景机械零件在使用过程中会受到循环载荷的作用，随着时间的推移，持续循环加载会导致零件疲劳破坏。
因此，为了确保机械零件在设计寿命内不发生疲劳破坏，疲劳分析变得非常重要。
2. 疲劳分析的基本步骤疲劳分析的基本步骤包括以下几个方面：2.1 材料特性的确定疲劳分析的前提是对材料的特性进行准确的测定。
常见的材料特性包括弹性模量、屈服强度、韧性等。
根据工程的具体要求，选择适合的材料参数很关键。
2.2 载荷和边界条件的分析在进行疲劳分析时，需要明确零件所受到的载荷和边界条件。
载荷分析可以通过实际测试、数值模拟等方法进行。
同时，边界条件的确定也是疲劳分析的重要一环，边界条件包括约束和支撑条件等。
2.3 使用应力历程进行分析应力历程是指在给定载荷和边界条件下零件所受到的应力变化情况。
通过计算应力历程，可以得到零件在不同工况下的应力状况，进而评估疲劳寿命。
2.4 使用疲劳曲线进行分析疲劳曲线是描述应力与寿命之间关系的图形表示。
通过将实测的应力历程与疲劳曲线进行比对，可以得到零件在给定工作条件下的疲劳寿命。
3. 疲劳寿命评估通过上述步骤的分析，可以得到零件的疲劳寿命。
疲劳寿命评估对于机械设计的合理性和可靠性至关重要，它关系到机械零件的安全性、稳定性和经济性。
4. 疲劳寿命提高措施为了延长机械零件的疲劳寿命，可以采取以下几个措施：4.1 材料的优化选择通过选用性能更好的材料，如高强度、耐磨、抗腐蚀等材料，可以提高机械零件的疲劳寿命。
4.2 减少应力集中在设计过程中，可以通过改进零件的几何形状，减少应力集中，从而降低疲劳破坏的风险。
★★★疲劳分析
一、绪论疲劳，是固体力学的一个分支，它主要研究材料或结构在交变载荷作用下的强度问题，研究材料或结构的应力状态与寿命的关系。
金属、塑料、木材、混凝土、玻璃、橡胶和复合材料等各种结构材料及其加工成的结构或设备，在载荷的反复作用下，都会产生疲劳问题。
据统计，在三大主要破坏形式(磨损、腐蚀和断裂)之一的断裂失效中，结构破坏的80%以上都是由疲劳引起的。
疲劳破坏在工程结构和机械设备中极为广泛，遍及每一个运动的零部件，不管是脆性材料还是塑性材料，疲劳破坏由于没有明显的宏观塑性变形，破坏十分突然，往往造成灾难性的事故。
因此，对于承受循环载荷的零部件都应进行疲劳强度设计。
疲劳所涉及面之广几乎涵括汽车、铁路、航空航天、海洋工程以及一般机器制造等各个工业领域。
近年来，有限元方法的不断成熟使得CAE分析结果的精度和可靠性有了很大的提高。
现在全球各大汽车公司，在产品的并行开发过程中，广泛地将CAE技术同步应用于车身开发，如刚度、强度、NVH分析、机构运动分析等。
作为车身CAE的一个重要方面——疲劳耐久性CAE分析技术，基于有限元应力应变结果，结合承受载荷的变化历史和材料的性能参数，并应用相应的疲劳损伤理论来预测构件的疲劳寿命。
与基于试验的传统疲劳分析相比，疲劳CAE技术能够提供零部件表面的疲劳寿命分布图，可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置，能够减少试验样机的数量，大大缩短产品的开发周期，降低产品开发成本，提高市场竞争力。
二、疲劳基本概念2.1 疲劳定义疲劳的一词的英文是fatigue，意思是“劳累、疲倦”。
作为专业术语，用来表达材料在循环载荷作用下的损伤和破坏。
国际标准化组织(ISO)在1964年发表的报告《金属疲劳试验的一般原理》中对疲劳所做的定义是：“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳；虽然在一般情况下，这个术语特指那些导致开裂或破坏的性能变化”。
这一描述也普遍适用于非金属材料。
2.2 疲劳破坏特点构件的疲劳破坏与静力破坏有着本质的不同，主要具有以下特点：(1) 在交变载荷作用下，构件中的交变应力在远小于材料的强度极限，甚至小于材料的弹性极限时，破坏就可能发生。
ansa lsdyna疲劳分析 (2)
ansa lsdyna疲劳分析
LS-DYNA是一种用于非线性动力学分析的有限元软件。
它可以用于模拟各种结构在不同加载情况下的动态响应。
在
LS-DYNA中进行疲劳分析时，可以使用一系列的动态加载模拟来模拟结构的实际使用情况。
以下是在LS-DYNA中进行疲劳分析的一般步骤：
1. 创建有限元模型：使用CAD软件创建结构的几何模型，并导出为适用于LS-DYNA的有限元网格模型。
2. 定义材料性能：为结构定义合适的材料模型和材料参数，包括弹性模量、屈服强度、断裂韧度等。
3. 设置加载条件：指定加载条件，包括载荷大小、载荷类
型和载荷历程，以模拟结构的实际使用情况。
4. 进行动态分析：运行LS-DYNA来执行动态分析，模拟
结构在加载条件下的响应。
5. 提取应力历程：从动态分析结果中提取结构中关键位置
的应力历程，并转换为疲劳载荷。
6. 进行疲劳分析：使用疲劳软件（如FE-Fatigue）来进行
疲劳分析，计算结构在疲劳载荷下的寿命。
7. 结果评估：评估疲劳分析结果，确定结构的寿命和可能
的疲劳失效位置。
需要注意的是，LS-DYNA本身并不提供完整的疲劳分析功能，而是通过与疲劳软件的集成来实现疲劳分析。
因此，
在进行LS-DYNA的疲劳分析时，需要选择适合的疲劳软件，并进行软件之间的数据传输与集成。
材料的疲劳强度分析
材料的疲劳强度分析疲劳是材料在循环载荷下产生的疲劳变形和疲劳破坏的一种失效形式。
在实际使用中，许多工程材料常处于交变或脉动载荷的作用下，例如机械零件、飞机翼、车轮等。
因此，了解材料的疲劳强度十分重要，可以有效预测材料在长期使用中的寿命和安全性。
材料的疲劳强度是指材料在循环载荷下能够承受的最大应力。
疲劳是一种累积性失效，慢慢积累的微小裂纹会逐渐扩展，最终导致材料断裂。
而裂纹的扩展速度与波动应力的强度、应力幅值以及加载频率有关。
在进行材料的疲劳强度分析时，通常需进行以下几个步骤：一、制备测试样品：根据研究的材料和结构形式，制备出代表性的材料测试样品。
例如，对于金属材料，可以选择制备标准的疲劳试样，如疲劳断裂试样。
二、加载测试样品：将测试样品放置于疲劳试验机中，对其施加循环载荷。
载荷可以是完全反转载荷、不完全反转载荷或只有一方向载荷等。
同时，需记录测试样品所受的载荷幅值、频率等参数。
三、监测实时数据：在加载过程中，需要实时监测样品的应变和应力变化。
这可以通过应变片、应变计或者压电传感器等装置来实现。
实时数据的监测可以帮助研究人员了解材料的疲劳行为。
四、分析测试结果：通过分析实验数据，可以得到材料的疲劳强度曲线。
通常使用S-N曲线表示材料的疲劳寿命，即循环载荷下材料能够承受的应力幅值与寿命的关系。
此外，还可以通过计算疲劳裂纹扩展速率来评估材料的疲劳性能。
五、疲劳寿命预测：利用得到的疲劳强度曲线和实际应力情况，可以用来预测材料的疲劳寿命。
疲劳寿命预测对于工程设计和材料选择非常重要，可以保证工程结构的可靠性和安全性。
综上所述，材料的疲劳强度分析是通过实验测试和数据分析，来评估材料在循环载荷下的疲劳性能和寿命。
准确了解材料的疲劳强度对于工程设计、寿命预测和安全性评估具有重要意义。
通过科学的方法和有效的测试，可以为材料的疲劳强度分析提供可靠的数据支持。
疲劳强度实际案例分析
疲劳强度实际案例分析疲劳强度实际案例分析疲劳是一种常见的身体状态，它通常是由于长时间的身体或脑力活动而引起的。
在这篇文章中，我们将通过实际案例来分析疲劳强度。
第一步：案例介绍我们的案例是关于一位办公室职员。
她每天需要长时间坐在电脑前处理文件和回复电子邮件。
最近，她开始感到疲劳，并且无法保持专注，她还注意到自己在工作时经常犯错。
第二步：疲劳原因分析这位职员的疲劳可能有多种原因。
首先，长时间坐在电脑前可能导致身体疲劳。
缺乏运动和休息会使肌肉变得僵硬，血液循环受阻，从而导致疲劳感。
其次，长时间的脑力活动也会使大脑疲劳，降低集中注意力和处理信息的能力。
第三步：疲劳强度评估我们可以通过问卷调查或使用疲劳评估工具来评估这位职员的疲劳强度。
这些工具通常会考虑到疲劳的不同方面，如身体疲劳、注意力集中度和情绪状态。
通过评估，我们可以了解疲劳的程度以及其对工作和生活的影响。
第四步：解决方案根据疲劳原因分析和疲劳强度评估的结果，我们可以提出一些解决方案来减轻这位职员的疲劳。
首先，她可以尝试经常站起来伸展身体，使用站立办公桌或定期进行简单的运动来缓解身体疲劳。
其次，她可以采取一些注意力训练的方法，如定时专注和分解任务，以提高注意力集中度。
另外，她还可以通过调整工作时间表，增加休息时间和改善睡眠质量来减轻脑力疲劳。
第五步：效果评估在实施解决方案后，我们应该评估其效果。
可以通过再次使用疲劳评估工具来评估职员的疲劳强度是否有所改善。
此外，我们还可以观察她的工作表现和身体感觉是否有所改善来判断解决方案的有效性。
通过以上步骤，我们可以对疲劳强度进行实际案例分析。
通过了解疲劳的原因、评估疲劳强度、提供解决方案并评估其效果，我们可以帮助那些遭受疲劳的人找到有效的方法来缓解疲劳，提高工作和生活质量。
疲劳分析步骤
现在要求对该轴进行疲劳分析。
使用WORKBENCH和DESIGNLIFE对之进行疲劳分析，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。
1. WORKBENCH中建立有限元模型并进行分析。
（1）使用designmodeler创建几何模型。
（2）设置材料属性。
（3）划分网格。
（4）设置分析选项。
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。
（5）设置固定边界条件（6）施加集中力和集中力偶。
第一个载荷步施加集中力，而第二个载荷步施加集中力偶。
（7）分析。
（8）得到两种情况的米塞斯应力。
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.2. DESIGNLIFE中的疲劳分析。
（1）绘制疲劳分析流程图。
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）关联有限元分析结果文件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）关联载荷文件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。
（4）进行材料映射（5）进行载荷映射把第一种载荷工况（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。
(完整word版)疲劳分析计算的流程
疲劳分析，从零开始1 测量应变、应力谱图（1）衡量应力集中的区域，布置应变片可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片：因为材料是各向同性，所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x,y方向成45°角。
（2）根据测的应变和材料性能，计算应力测得的三个应变，分别记为εx , εy, εxy。
两个主应力（假设只有弹性变形）：其中，E为材料的弹性模量，µ为泊松比。
根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力：()()222122121σσσσσ++-=m 或最大剪应力： ()2121σσστ-=实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。
（３）分解谱图就是对上面测得的应力（应变）－时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。
最常用的是雨流法（rainflow counting method ）。
2 获取材料数据如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力，拉压或弯曲均可，有国家标准）：得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N 曲线：1：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N 载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。
也可以根据不同的经验公式（如Ｇｏｏｄｍａｎ准则，Ｇｅｒｂｅｒ准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的Ｓ－Ｎ曲线（即平均应力为０）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。
2：如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。
3：:如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变－寿命曲线（即Ｅ－Ｎ曲线），所以需要施加应变载荷。
fe-safe疲劳分析流程
fe-safe疲劳分析流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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应力疲劳与应变疲劳分析流程
应力疲劳与应变疲劳分析流程应力疲劳与应变疲劳分析是一种对材料在长期受到交变载荷作用下的损伤和破坏进行研究的方法。
应力疲劳是指材料在交变载荷作用下，由于周期性应力超过其疲劳极限而引起的疲劳失效。
应变疲劳是指材料在交变载荷作用下，由于周期性应变超过其疲劳极限而引起的疲劳失效。
下面将介绍应力疲劳与应变疲劳分析的流程。
1.材料性能测试：首先需要对材料进行性能测试，确定其力学性能和疲劳性能。
力学性能测试包括拉伸试验、冲击试验等，疲劳性能测试主要包括疲劳寿命试验和疲劳裂纹扩展试验等。
2.应力/应变历程获取：通过实验或模拟计算得到材料在实际工况下的应力或应变历程。
应力或应变历程描述了材料在实际使用中的载荷变化规律，是进行疲劳分析的基础。
3.应力/应变分析：利用实验结果或有限元分析等手段对材料的应力或应变进行分析。
应力分析可以通过应力级数法、极限干扰法等方法，得到材料在不同载荷状态下的应力分布情况。
应变分析可以使用应变分布测试或数值模拟等方法，获得材料在不同应力状态下的应变分布情况。
4.损伤累积分析：根据得到的应力或应变分布情况，对材料的损伤进行累积分析。
损伤累积分析是基于疲劳寿命模型和疲劳裂纹扩展理论进行的，得到材料在不同工况下的疲劳寿命或裂纹扩展速率。
5.疲劳寿命预测：基于损伤累积分析的结果，可以预测材料在实际使用条件下的疲劳寿命。
对于应力疲劳，常用的寿命预测方法有S-N曲线法、评估疲劳损失法等。
对于应变疲劳，常用的寿命预测方法有应变寿命法、塑性应变范围法等。
6.疲劳强度评估：根据疲劳寿命预测的结果，对材料的疲劳强度进行评估。
疲劳强度评估是对材料在实际工况下的耐久性能进行综合评估，可以用于决策材料的选用与设计参数的确定。
总结起来，应力疲劳与应变疲劳分析流程包括材料性能测试、应力/应变历程获取、应力/应变分析、损伤累积分析、疲劳寿命预测和疲劳强度评估等步骤。
这些步骤相互关联，共同构成了对材料在长期受到交变载荷作用下的疲劳损伤和破坏进行分析和预测的方法。
如何在工程力学中进行疲劳分析？
如何在工程力学中进行疲劳分析？在工程领域中，许多结构和部件在长期的使用过程中会承受反复变化的载荷，这可能导致它们在远低于材料静态强度的情况下发生失效。
这种现象被称为疲劳，而对其进行的分析则是工程力学中的一个重要环节。
要理解疲劳分析，首先得清楚什么是疲劳。
简单来说，疲劳就是材料在循环载荷作用下，经过一定次数的循环后，产生裂纹并逐渐扩展，最终导致结构失效的过程。
与静态载荷下的失效不同，疲劳失效往往是突然发生的，事先没有明显的征兆，这就给工程应用带来了巨大的潜在危险。
那么，如何在工程力学中进行有效的疲劳分析呢？这可不是一件简单的事情，需要综合考虑多个方面的因素。
第一步，需要对载荷进行准确的测定和描述。
这包括确定载荷的大小、频率、波形以及加载顺序等。
在实际工程中，载荷可能是非常复杂的，例如，汽车在行驶过程中，车轮所承受的载荷就会随着路况、车速等因素不断变化。
为了准确获取这些载荷信息，常常需要借助各种测量技术和传感器，如应变片、加速度计等。
第二步，材料的疲劳性能是关键。
不同的材料具有不同的疲劳特性，这需要通过大量的实验来确定。
实验中，会测量材料在不同载荷条件下的疲劳寿命，从而建立起材料的疲劳性能曲线。
这些曲线通常以应力幅与疲劳寿命的关系来表示，是进行疲劳分析的重要依据。
第三步，选择合适的疲劳分析方法。
常见的方法有基于应力的方法、基于应变的方法和基于损伤力学的方法等。
基于应力的方法比较简单，但对于一些复杂的情况可能不够准确；基于应变的方法则更适用于考虑塑性变形较大的情况；而基于损伤力学的方法能够从微观机制上描述疲劳损伤的演化过程，但计算相对复杂。
在基于应力的疲劳分析中，常用的有 SN 曲线法。
S 代表应力幅，N 代表疲劳寿命。
通过实验得到材料的 SN 曲线后，结合实际结构所承受的应力幅，就可以估算出其疲劳寿命。
但这种方法通常假设材料是线弹性的，对于存在塑性变形的情况可能不太适用。
基于应变的疲劳分析方法，如εN 曲线法，则考虑了材料的塑性变形。
FEMFAT疲劳分析教程
FEMFAT疲劳分析教程FEMFAT（Finite Element Method Fatigue）是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，广泛应用于汽车、航空航天、能源等行业。
本文将分为以下几个部分，介绍FEMFAT的概述、使用方法和实际案例，以帮助读者了解和应用FEMFAT疲劳分析。
一、FEMFAT概述FEMFAT是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，用于评估结构在长期加载下的疲劳寿命和可靠性，通过损伤积累模型计算零件的疲劳寿命，并可预测在不同载荷条件下结构的寿命。
FEMFAT可以与CAD、CAE软件无缝集成，提供多种工况加载、材料模型和疲劳准则，帮助工程师快速准确地评估和优化结构的疲劳性能。
二、FEMFAT使用方法1.数据准备：导入CAD模型、网格划分、边界条件、材料参数和加载条件等输入数据。
2.模型设置：选择疲劳分析类型、加载类型和时间历程等。
3.材料设定：选择合适的材料模型，输入材料参数。
4.载荷设定：设置加载类型、加载方向和加载大小等。
5.网格划分：对模型进行网格划分，保证适当的网格密度和准确的边界条件。
6.分析运行：运行疲劳分析，根据设定的材料模型和载荷条件，计算结构的疲劳寿命和应力分布等结果。
7.结果分析：分析疲劳寿命和应力分布等结果，根据需要进行结果的优化和改进。
三、FEMFAT实际案例1.汽车悬挂系统疲劳分析：通过FEMFAT可以评估汽车悬挂系统在不同道路条件下的疲劳寿命，确定零部件的寿命和失效位置，从而指导设计优化和材料选择。
2.飞机机翼疲劳分析：通过FEMFAT可以评估飞机机翼在飞行过程中的疲劳寿命，确定结构的安全系数，优化结构设计，提高飞机的可靠性和安全性。
3.桥梁结构疲劳分析：通过FEMFAT可以评估桥梁结构在大风和地震等加载下的疲劳寿命，确定结构的可靠性，指导维护和保养工作，提高桥梁的使用寿命。
总结：FEMFAT是一种基于有限元方法的疲劳分析软件，可以用于评估结构的疲劳寿命和可靠性。
疲劳试验及其分析方法的研究与应用
疲劳试验及其分析方法的研究与应用近年来，汽车、飞机、机械等领域的发展极大地促进了人类的经济和社会进步，然而，这些高精密机械的使用却不可避免地带来了一系列涉及工程安全和健康的问题。
其中之一就是疲劳损伤。
事实上，所有材料都会经历疲劳，而重复载荷、弯曲、扭曲和震动通常是导致零件损坏的原因，进而导致事故发生。
因此，疲劳性分析变得至关重要，研究整个系统的耐久性，为工程师提供预测和防止各种疲劳现象的方法。
本文将重点介绍疲劳试验及其分析方法的研究与应用。
一、疲劳基础疲劳是由于物体在反复受到应力的作用下，经过一定次数的加载后发生异常损伤和断裂，在实际生产过程中给机械设备带来很大危害。
因此，在进行耐久性设计过程中，必须进行疲劳强度试验。
通过对构件的疲劳破坏试验分析，可以获得相应的材料、零件等物理学性质，并且能够在逐渐确定其受力下，量化分析其疲劳威胁度，以找到有效的解决方案，提高机械设备的耐久性。
二、疲劳试验方法为更好的分析疲劳效应，需要对本质的疲劳特性进行测试，并在进行疲劳寿命分析时，将这些测试中积累的数据加以利用和处理。
目前，常见的疲劳试验方法主要有6种：载荷控制疲劳试验、应变控制疲劳试验、力量降低疲劳试验、一定应力幅疲劳试验、弛豫疲劳试验和复合式疲劳试验。
您可以根据具体需要选择不同的试验方法，在其基础上结合系统化、定量地分析和处理数据，得到更具有实际意义的结果。
三、疲劳分析方法尽管疲劳试验是对材料性质的重要评估，但对于机械结构的安全性而言，疲劳分析却是更为重要的。
采用现代计算机-辅助分析技术，先将载荷历史数据转化成应力-时间/应变-时间曲线，再对其进行计算与分析，可以计算出疲劳寿命及其他性能指标。
在此基础上，结合因素分析、分类分析、回归分析等方法，以全面地预测疲劳损伤。
四、疲劳试验的应用疲劳试验不仅可以应用于机械设备 fatigue testing，而且在其他领域发挥重要作用。
例如，在汽车和气体轮机制造商中，疲劳试验可用于确保主要部件（如油泵）有足够的工作寿命;涉及到机械基础的交通运输装置，如铁路车辆和飞机，疲劳试验可以全面评估其长期安全管理的有效性;而在纺织品、食品工业和医疗工业等行业中，疲劳测试也是非常有用的。
疲劳分析计算的流程
疲劳分析，从零开始1 测量应变、应力谱图（1）衡量应力集中的区域，布置应变片可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片：因为材料是各向同性，所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x,y方向成45°角。
三个应变片也可以重叠在一起（见右上图）。
（2）根据测的应变和材料性能，计算应力测得的三个应变，分别记为εx , εy, εxy。
两个主应力（假设只有弹性变形）：其中，E 为材料的杨氏模量，µ为泊松比。
根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力： ()()222122121σσσσσ++-=m 或最大剪应力： ()2121σσστ-=实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。
（３）分解谱图就是对上面测得的应力（应变）－时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。
最常用的是雨流法（rainflow counting method ）。
2 获取材料数据如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力，拉压或弯曲均可，有国家标准）：得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N 曲线：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。
也可以根据不同的经验公式（如Ｇｏｏｄｍａｎ准则，Ｇｅｒｂｅｒ准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的Ｓ－Ｎ曲线（即平均应力为０）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。
如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。
solid works疲劳分析步骤
solid works疲劳分析步骤
材料或结构受到多次重复变化的载荷作用后，在应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏；这种在交变载荷持续作用下材料或结构的破坏现象，就叫做疲劳破坏。
对于疲劳破坏我们并不陌生，汽车发动机的曲柄、螺栓的典型受力、旋转机械等，在交边荷载的作用下，循环次数达到一定周期后，物体会变得越来越“脆弱”，以致最终引起疲劳破坏。
在产品研发过程中，我们通常也会借助SOLIDWORKS Simulation仿真分析软件来测试零件、结构件、装配体的抗疲劳情况，以确保产品的抗疲劳程度达到产品的机械使用要求。
测试要求：
① 挂钩链接在汽车的竖直固定的圆柱上，测试附件固定在拖车球上；② 加载2,000,000周期的完全反转的震荡力2,000N。
加载力的方向垂直于参考平面，如下图所示：
③ 夹具：挂钩通过螺栓连接的方式连接在两个横向的圆柱面上；
注：左右两端的4个圆柱面，可采用固定铰链来模拟这些螺栓。
④ 材料：挂钩由合金钢材料制作，疲劳点的数量如下图所示：
⑤目标：通过静应力和疲劳分析评估现有设计。
疲劳分析操作方法
加载求解完成后进入后处理1、设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数2、根据疲劳曲线输入S－N数据水压试验3、储存节点4760对应其第一载荷的应力4、读入第一载荷步数据5、储存节点4760对应其第二载荷的应力6、设定事件循环次数及载荷比例系数最低最高压力循环（同水压试验一样设置）7、储存节点4760对应其第一载荷的应力8、读入第一载荷步数据9、储存节点4760对应其第二载荷的应力10、设定事件循环次数及载荷比例系数11、疲劳计算通过最大最小应力差值进行疲劳分析命令流如下：! ******** 设置环境变量***************/clear/filn, E721A/title, Fatigue analysis of upper head of adsorber/units,si !采用国际单位制! 参数定义Di=4400 ! 设备内径tc=16 ! 筒体及封头壁厚Hc=5*nint(sqrt(Di/2*tc)/10)*10 ! 模型中筒体长度（含封头直边高度)dn1=630 ! 接管1外径dn2=530 ! 接管2外径dn3=426 ! 接管3外径tn1=8 ! 接管1壁厚tn2=8 ! 接管2壁厚tn3=8 ! 接管3壁厚ln1=350 ! 接管1外伸高度ln2=250 ! 接管2外伸高度ln3=200 ! 接管3外伸高度x0=1000 ! 接管1,2径向位置nt=2 ! 厚度方向剖分数nme=30 ! 椭圆封头经向剖分数nh=20 ! 接管环向剖分数p1=-0.1 ! 最低压力p2=0.25 ! 最高压力pax11=-p1*dn1**2/((dn1+2*tn1)**2-dn1**2) ! 最低压力下接管1端部轴向平衡面载荷pax12=-p1*dn2**2/((dn2+2*tn2)**2-dn2**2) ! 最低压力下接管2端部轴向平衡面载荷pax13=-p1*dn3**2/((dn3+2*tn3)**2-dn3**2) ! 最低压力下接管3端部轴向平衡面载荷pax21=-p2*dn1**2/((dn1+2*tn1)**2-dn1**2) ! 最高压力下接管1端部轴向平衡面载荷pax22=-p2*dn2**2/((dn2+2*tn2)**2-dn2**2) ! 最高压力下接管2端部轴向平衡面载荷pax23=-p2*dn3**2/((dn3+2*tn3)**2-dn3**2) ! 最高压力下接管3端部轴向平衡面载荷! ********* 前处理************/PREP7et,1,95 ! 定义单元类型mp,ex,1,2e5 ! 定义材料的弹性模量mp,nuxy,1,0.3 ! 定义材料的泊松比! ********* 建立模型************CSWPLA,11,1,0.5,1, ! 定义椭圆坐标系K,1,-Di/2,,, ! 定义椭圆的一个端点K,2,Di/2,,, ! 定义椭圆的另一个端点L,1,2 ! 生成椭圆线csys,0 ! 激活总体直角坐标系k,3,kx(2)+tc,, ! 定义封头壁厚关键点L,2,3 ! 生成封头壁厚线ADRAG,2, , , , , ,1 ! 由封头壁厚沿椭圆线生成椭圆面BLC4,dn3/2-tn3, ,tn3,Di/4+tc+ln3, ! 生成中心接管截面APTN,all ! 面域互分adele,4,5,,1 ! 删除多余面*GET,KPMAX,KP,,NUM,MAX ! 提取最大节点号k,KPMAX+1,0,0,0 ! 生成中心线一个关键点k,KPMAX+2,0,hc,0 ! 生成中心线另一个关键点VROTAT,ALL,,,,,,KPMAX+1,KPMAX+2 ! 旋转生成椭圆封头及中心接管NUMMRG,ALL, , , ,LOW ! 合并所有项NUMCMP,ALL ! 压缩所有项asel,s,loc,y,0 ! 选择椭圆封头端面*GET,KPMAX,KP,,NUM,MAX ! 提取最大节点号k,KPMAX+1,0,0,0 ! 生成筒体中心线一个关键点k,KPMAX+2,0,-hc,0 ! 生成筒体中心线另一个关键点l,KPMAX+1,KPMAX+2 ! 生成筒体中心线VDRAG,all, , , , , ,74 ! 生成筒体ldele,1,,,1 ! 删除多余线alls ! 全选wprot,,-90 ! 旋转工作平面wprot,45 ! 旋转工作平面*AFUN,deg ! 设定角度单位为弧度ang1=acos(x0/Di*2) ! 计算接管位置角fai=atan(1/2/tan(ang1)) ! 计算接管位置角y0=Di/4*sin(ang1) ! 计算接管轴向位置y0c=y0-x0/tan(fai) ! 计算接管中心线与轴线交点l0c=x0/sin(fai) ! 计算接管沿中心线至与轴线交点的距离wpoff,,,y0c ! 平移工作平面wprot,,,-fai ! 旋转工作平面CYL4, , ,dn1/2-tn1, ,dn1/2, ,l0c+tc+ln1 ! 生成接管1wprot,,,fai ! 旋转工作平面wprot,,-fai, ! 旋转工作平面wprot,90 ! 旋转工作平面CYL4, , ,dn2/2-tn2, ,dn2/2, ,l0c+tc+ln2 ! 生成接管2wprot,-90 ! 旋转工作平面wprot,,fai, ! 旋转工作平面wpoff,,,-y0c+Di/10 ! 平移工作平面vsel,s,,,17,18,1 ! 选择接管1，2vsbw,all ! 用工作面切割接管1，2vsel,r,loc,y,-hc*10,Di/10 ! 选择接管1，2多余部分vdele,all,,,1 ! 删掉接管1，2多余部分vsel,s,loc,y,0,hc*10 ! 选择接管1，2及封头相关部分vsel,r,loc,x,-Di,0VPTN,all ! 接管1，2及封头体互分vdele,23,24,,1 ! 删掉接管1，2多余部分vdele,17,18,,1 ! 删掉封头多余部分alls ! 全选vsel,s,loc,x,-Di,0 ! 选择接管1及其与中心接管、封头相关部分vsel,r,loc,z,0,Diwprot,,90, ! 旋转工作平面vsbw,all ! 切割接管1及其与中心接管、封头相关部分vsel,s,loc,x,-Di,0 ! 选择接管2及其与中心接管、封头相关部分vsel,r,loc,z,-Di,0wprot,,,90, ! 旋转工作平面vsbw,all ! 切割接管2及其与中心接管、封头相关部分lsel,s,length,,0,tc ! 选择厚度方向的线段LESIZE,all, , ,nt,, , , ,1 ! 设定厚度方向剖分数vsel,s,loc,y,-hc,0 ! 选择筒体vsweep,all ! 剖分筒体vsel,s,loc,x,0,Di ! 选择x轴正向的部分封头及部分中心接管体素vsel,u,loc,y,-hc,0 ! 去掉筒体local,11,1,,,,,90 ! 定义局部柱坐标aslv ! 按体选面lsla ! 按面选线lsel,r,loc,x,dn3/2,Di ! 选择椭圆封头经线lsel,u,loc,x,dn3/2 ! 去掉接管线段lsel,u,loc,z,0 ! 去掉筒体线段LESIZE,all, , ,nme, , , , ,1 ! 设定椭圆封头经线剖分数vsweep,all ! 扫略剖分x轴正向的部分封头及部分中心接管alls ! 全选lsel,s,loc,y,180 ! 选择180度位置线lsel,r,loc,x,dn3/2,Di ! 再选中心接管以外线lsel,u,loc,x,dn3/2 ! 去掉接管线段lsel,u,loc,z,0,hc ! 去掉筒体线段LESIZE,all, , ,nme, , , , ,1 ! 设定椭圆封头经线剖分数vsel,s,loc,x,0,dn3/2 ! 选择中心接管及其与封头相关区csys,0 ! 激活总体直角坐标系vsel,u,loc,x,0,Di ! 去掉x轴正向的部分vsweep,all ! 扫略剖分接管及其与封头相关区的x轴负向部分lsel,s,radius,,dn1/2-tn1,dn1/2 ! 选择半径为接管1半径的线段LESIZE,all, , ,nh, , , , ,1 ! 设定接管1环向剖分数lsel,r,radius,,dn1/2-tn1 ! 选择半径为接管1内半径的线段asll ! 按线选面vsla ! 按面选体aslv ! 按体选面vsweep,all ! 剖分接管1cm,vcon1,volum ! 定义接管1为体组件vcon1lsel,s,radius,,dn2/2-tn2,dn2/2 ! 选择半径为接管2半径的线段LESIZE,all, , ,nh, , , , ,1 ! 设定接管2环向剖分数lsel,r,radius,,dn2/2-tn2 ! 选择半径为接管2内半径的线段asll ! 按线选面vsla ! 按面选体aslv ! 按体选面vsweep,all ! 剖分接管2cm,vcon2,volum ! 定义接管2为体组件vcon2lsel,s,radius,,dn1/2 ! 选择半径为接管1外半径的线段asll ! 按线选面vsla ! 按面选体cmsel,u,vcon1 ! 去掉体组件vcon1 vsweep,all ! 剖分接管1相关封头及相贯区lsel,s,radius,,dn2/2 ! 选择半径为接管2外半径的线段asll ! 按线选面vsla ! 按面选体cmsel,u,vcon2 ! 去掉体组件vcon2 vsweep,all ! 剖分接管2相关封头及相贯区alls ! 全选fini ! 退出前处理!******** 求解********/solu ! 进入求解器csys,0 ! 激活总体直角坐标系asel,s,loc,y,-hc ! 选择筒体端面da,all,uy ! 约束轴向位移nsla,,1 ! 按面选节点nsel,r,loc,x,0 ! 再选择x为0的节点d,all,ux ! 约束x方向位移nsla,,1 ! 按面选节点nsel,r,loc,z,0 ! 再选择z为0的节点d,all,uz ! 约束z方向位移! ********* 以下选择内表面并设定为面组件*************allslsel,s,radius,,Di/2 ! 选择半径为筒体内半径的线段lsel,u,loc,y,-hc ! 去掉筒体端部线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,0 ! 去掉厚度方向的面cm,acon,area ! 定义面组件aconlsel,s,radius,,dn3/2-tn3 ! 选择半径为接管3内半径的线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,ky(9) ! 去掉厚度方向的面asel,u,loc,y,ky(13) ! 去掉厚度方向的面cmsel,a,acon ! 添加面组件aconcm,acon,area ! 再定义面组件aconlsel,s,radius,,dn1/2-tn1 ! 选择半径为接管1内半径的线段lsel,r,loc,y,ky(49),ky(50) ! 再选择接管1端面线段asll ! 按线选面cm,acon0,area ! 定义面组件acon0ksel,s,,,49 ! 选择关键点lslk ! 按关键点选线lsel,r,length,,tn1 ! 再选长度为接管1厚度的线段asll ! 按线选面cm,acon1,area ! 定义面组件acon1cmsel,s,acon0 ! 选择面组件acon0cmsel,u,acon1 ! 从面组件acon0中去掉面组件acon1 cmsel,a,acon ! 添加面组件aconcm,acon,area ! 再定义面组件aconlsel,s,radius,,dn2/2-tn2 ! 选择半径为接管2内半径的线段lsel,r,loc,y,ky(48),ky(45) ! 再选择接管2端面线段asll ! 按线选面cm,acon0,area ! 定义面组件acon0ksel,s,,,46 ! 选择关键点lslk ! 按关键点选线lsel,r,length,,tn2 ! 再选长度为接管1厚度的线段asll ! 按线选面cm,acon1,area ! 定义面组件acon1cmsel,s,acon0 ! 选择面组件acon0cmsel,u,acon1 ! 从面组件acon0中去掉面组件acon1 cmsel,a,acon ! 添加面组件aconcm,acon,area ! 再定义面组件acon! ********* 以下选择接管端面并设定为面组件*************lsel,s,radius,,dn1/2-tn1 ! 选择半径为接管1内半径的线段asll ! 按线选面asel,r,loc,y,ky(59),ky(58) ! 再选择接管1端面cm,apax1,area ! 定义接管1端面面组件apax1lsel,s,radius,,dn2/2-tn2 ! 选择半径为接管2内半径的线段asll ! 按线选面asel,r,loc,y,ky(74),ky(75) ! 再选择接管2端面cm,apax2,area ! 定义接管2端面面组件apax2lsel,s,radius,,dn3/2-tn3 ! 选择半径为接管2内半径的线段asll ! 按线选面asel,r,loc,y,ky(9) ! 再选择接管3端面cm,apax3,area ! 定义接管3端面面组件apax3! ********* 以下选择外表面并设定为面组件*************lsel,s,radius,,Di/2+tc ! 选择半径为筒体外半径的线段lsel,u,loc,y,-hc ! 去掉筒体端部线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,0 ! 去掉厚度方向的面cm,aouter,area ! 定义面组件aouterlsel,s,radius,,dn3/2 ! 选择半径为接管3外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(9) ! 再选接管3端部线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,ky(9) ! 去掉厚度方向的面cmsel,a,aouter ! 添加面组件aoutercm,aouter,area ! 再定义面组件aouterlsel,s,radius,,dn1/2 ! 选择半径为接管1外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(55),ky(53) ! 再选接管1端部线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,ky(55),ky(53) ! 去掉厚度方向的面cmsel,a,aouter ! 添加面组件aoutercm,aouter,area ! 再定义面组件aouterlsel,s,radius,,dn2/2 ! 选择半径为接管2外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(69),ky(71) ! 再选接管2端部线段asll ! 按线选面asel,u,loc,y,ky(69),ky(71) ! 去掉厚度方向的面cmsel,a,aouter ! 添加面组件aoutercm,aouter,area ! 再定义面组件aouter! ********* 以下定义载荷步、加载并求解*************time,1 ! 第一载荷步对应最大工作压力cmsel,s,apax1 ! 选择面组件apax1sfa,all,1,pres,pax21 ! 对接管1施加端部平衡面载荷cmsel,s,apax2 ! 选择面组件apax2sfa,all,1,pres,pax22 ! 对接管2施加端部平衡面载荷cmsel,s,apax3 ! 选择面组件apax3sfa,all,1,pres,pax23 ! 对接管3施加端部平衡面载荷cmsel,s,acon ! 选择面组件aconsfa,all,1,pres,p2 ! 施加内压alls ! 全选solve ! 求解save ! 保存time,2 ! 第一载荷步对应最低工作压力alls ! 全选SFADELE,all,1,pres ! 删除所有面载荷cmsel,s,apax1 ! 选择面组件apax1sfa,all,1,pres,pax11 ! 对接管1施加端部平衡面载荷cmsel,s,apax2 ! 选择面组件apax2sfa,all,1,pres,pax12 ! 对接管2施加端部平衡面载荷cmsel,s,apax3 ! 选择面组件apax3sfa,all,1,pres,pax13 ! 对接管3施加端部平衡面载荷cmsel,s,aouter ! 选择面组件aoutersfa,all,1,pres,p1 ! 施加外压alls ! 全选solve ! 求解save ! 保存fini ! 退出求解器! ****** 后处理***********/post1 ! 进入后处理LCDEF,1,1 ! 定义第一载荷步为load case 1 LCDEF,2,2 ! 定义第二载荷步为load case 2 LCASE,1 ! 读入load case 1LCOPER,sub,2 ! 减去load case 2LCWRITE,3 ! 将计算结果存为load case 3 PLNSOL,S,INT,0,1 ! 显示应力云图，读取最大应力强度范围PATH,a1,2 ! 设定路径PPATH,1,48630 ! 设定路径第一个节点PPATH,2,47980 ! 设定路径第二个节点PRSECT, ,0 ! 读取PL＋Pb＋Q范围判断疲劳曲线类型fini/post1! ***** 进行疲劳分析FTSIZE, 1, 1, 2 ! 设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数!*FP,1,1e6,2e6,5e6,1e7,2e7,5e7 ! 根据疲劳曲线输入S－N数据FP,7,1e8,1e9,1e10, , ,FP,13, , , , , ,FP,19, ,FP,21,194,157,127,113,105,99FP,27,97,96,94, , ,FP,33, , , , , ,FP,39, ,!*FL,1,48630,1.0,1.0,1.0,try ! 定义疲劳分析参数SET,1,last ! 读入第一载荷数据FSNODE,48630,1,1 ! 计算并存储疲劳分析节点的各应力分量SET,2,last ! 读入第二载荷数据FSNODE,48630,1,2 ! 计算并存储疲劳分析节点的各应力分量!FE,1,-1 ! 清除以前的疲劳参数与数据FE,1,3.88e5 ! 设定事件循环次数FTCALC,1,48630 ! 进行疲劳评定fini要定义载荷步，加载并求解进入后处理。
ansysworkbench疲劳分析流程
ansys workbench疲劳分析流程基于S-N曲线的疲劳分析的最终目的是将变化无规律的多轴应力转化为简单的单轴应力循环，以便查询S-N曲线，得到相应的疲劳寿命。
ansys workbench的疲劳分析模块采用如下流程，其中r=Smin/Smax，Sa为应力幅度，Sm应力循环中的应力均值，注意后一个m不是大写：）：（1）无规律多轴应力-->无规律单轴应力这个转换其实就是采用何种应力（或分量）。
只能有以下选择：V on-Mises等效应力；最大剪应力；最大主应力；或某一应力分量（Sx,Syz等等）。
有时也采用带符号的Mises应力（大小不变等于Mises应力，符号取最大主应力的符号，好处是可以考虑拉或压的影响（反映在平均应力或r上））。
同强度理论类似，Von-Mises等效应力和最大剪应力转换适用于延展性较好的材料，最大主应力转换用于脆性材料。
（2）无规律单轴应力-->简单单轴应力循环其本质是从无规律的高高低低的等效单轴应力--时间曲线中提取出一系列的简单应力循环（用Sa,Sm表征）以及对应的次数。
有很多种方法可以完成此计数和统计工作，其中又分为路径相关方法和路径无关方法。
用途最广的雨流法(rain flow counting method)就是一种路径相关方法。
其算法和原理可见“Downing, S., Socie, D. (1982) Simplified rain flow counting algorithms. Int J Fatigue,4, 31–40“。
经过雨流法的处理后，无规律的应力--时间曲线转化为一系列的简单循环（Sa,Sm和ni,ni为该循环的次数，Sm如果不等于0，即r!=-1，需要考虑r的影响）。
然后将r!=-1的循环再转化到r=-1对应的应力循环（见下），这样就可以根据损伤累计理论（Miner准则）计算分析了：Sum(ni/Ni) Ni为该应力循环对应的寿命（考虑Sa,Sm）。
疲劳分析proe
疲劳是指结构在低于静态极限强度的连续重复载荷的作用下，当循环次数达到某定值时将发生断裂破坏的现象。
在Mechanica中，使用疲劳分析用来计算结构由于承受周期载荷而导致的疲劳损伤。
在Mechanica中定义疲劳分析需要建立在一个静态分析的基础上，因此运行一个疲劳分析分两个步骤：（1）定义并运行一个静态分析（2）提取静态分析结果并运行疲劳分析疲劳分析的主要内容：（1）日志寿命(Log Life)–显示模型破坏前的预估周期数。
（2）日志破坏(Log Damage)–由于交变应力引起的破坏百分比记录。
大于1 的值表示失效。
例如，值0.5 表示模型使用寿命损失50%。
日志寿命和日志破坏之间的关系可表示为(Log Life) = -(Log Damage)（3）安全系数(Factor of Safety)–显示输入载荷允许的安全系数。
模型计算的疲劳寿命大于目标设计寿命时，那么就算出根据输入载荷的安全因子。
这表示在不减少目标设计寿命的情况下可增加的载荷振幅范围。
如果要软件计算安全系数，要选中底部“输出”(Output)区域中的复选框。
（4）寿命置信度(Confidence of Life)–显示计算出的寿命与目标设计寿命之比。
出于疲劳的统计性质的原因，振幅越大置信度将越好。
小于1 的值表示失效。
值大于3.0 通常表示获得所需目标寿命的置信度是足够的。
（该值越大，就表示疲劳寿命的可信度越高。
有限元法疲劳分析的基本思路用有限元法进行疲劳分析，其基本思路是：首先进行静或动强度分析，然后进入到后处理器取出相关的应力应变结果，在后处理器中再定义载荷事件，循环材料特性，接着根据所需要的疲劳准则对每一个载荷事件进行寿命计算，最后根据累计损伤理论判断是否开始破坏。
由于结构受力状态往往是一复杂的应力状态，而在实验中测得的结构材料S-N曲线又常是在简单应力状态下获得的，因此常用最小能量屈服准则或其它等效准则，将所研究的疲劳点上的复杂应力用一个等效应力替代。
快递中转场分拣疲劳分析及疲劳测定实验方案设计
快递中转场分拣疲劳分析及疲劳测定实验方案设计快递中转场分拣环节是快递业务中重要的一环，负责将快递从一个物流中转场转移到另一个中转场或者最终的目的地。
由于工作强度大、操作繁忙，以及工作时间长，分拣员在工作中容易出现疲劳情况，这不仅对工作效率和质量有着直接的影响，也对分拣员的身心健康造成威胁。
因此，对快递中转场分拣疲劳进行分析和测定是非常必要的。
为了设计一个合理有效的疲劳分析及疲劳测定实验方案，我们可以按照以下步骤进行：1.确定评估指标：首先，需要确定用于评估分拣员疲劳程度的指标，常见的指标包括反应时间、错误率、注意力集中度、疲劳程度主观自评等。
2.收集背景信息：了解分拣员的基本背景信息，如年龄、性别、工龄等，这些信息可能对疲劳程度有影响。
3.设计实验组和对照组：将参与实验的分拣员分为实验组和对照组，实验组接受特定的工作安排或疲劳诱发条件，对照组保持正常工作状态。
可以设计交叉实验，两组人员轮流进行实验和对照。
4.导入疲劳诱发条件：实验组可以通过增加工作强度、延长工作时间或者减少休息时间等方式诱发疲劳，对照组保持正常工作状态。
5.实施数据采集：实验过程中，针对疲劳程度评估指标进行数据采集。
如使用专业的心理测量工具进行反应时间和注意力集中度测试，比如连线测试、持续注意力测试等；通过统计错误率来评估工作质量；同时采集分拣员的主观自评疲劳程度。
6.数据分析和结果呈现：对采集到的数据进行统计分析，比较实验组和对照组之间的差异。
可以使用t检验、方差分析等统计方法进行数据分析。
最后将结果以表格、图表等形式进行呈现。
7.结果解读和建议：根据实验结果进行解读和分析，提出相应的建议。
比如，在分拣过程中增加适当的休息时间、合理安排工作强度等措施，以减轻分拣员的疲劳情况。
8.实验的局限性和改进方向：分析实验的局限性，比如实验规模较小、实验室环境与实际工作环境的差异等。
提出改进方向，比如增加实验样本量、在实际工作环境中进行实验等。
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现在要求对该轴进行疲劳分析。
使用WORKBENCH和DESIGNLIFE对之进行疲劳分析，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。
1. WORKBENCH中建立有限元模型并进行分析。
（1）使用designmodeler创建几何模型。
（2）设置材料属性。
（3）划分网格。
（4）设置分析选项。
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。
（5）设置固定边界条件
（6）施加集中力和集中力偶。
第一个载荷步施加集中力，而第二个载荷步施加集中力偶。
（7）分析。
（8）得到两种情况的米塞斯应力。
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.
2. DESIGNLIFE中的疲劳分析。
（1）绘制疲劳分析流程图。
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）关联有限元分析结果文件
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）关联载荷文件
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。
（4）进行材料映射
（5）进行载荷映射
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。
（6）设置分析选项
设置应力单位为pa。
（7）进行分析
（8）后处理。
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。