ansysworkbench疲劳分析实例.

(完整版)疲劳分析的数值计算方法及ANSYS疲劳分析实例

第十四章疲劳分析的数值计算方法及实例第一节引言零件或构件由于交变载荷的反复作用，在它所承受的交变应力尚未达到静强度设计的许用应力情况下就会在零件或构件的局部位置产生疲劳裂纹并扩展、最后突然断裂。

这种现象称为疲劳破坏。

疲劳裂纹的形成和扩展具有很大的隐蔽性而在疲劳断裂时又具有瞬发性，因此疲劳破坏往往会造成极大的经济损失和灾难性后果。

金属的疲劳破坏形式和机理不同与静载破坏，所以零件疲劳强度的设计计算不能为经典的静强度设计计算所替代，属于动强度设计。

随着机车车辆向高速、大功率和轻量化方向的迅速发展，其疲劳强度及其可靠性的要求也越来越高。

近几年随着我国铁路的不断提速，机车、车辆和道轨等铁路设施的疲劳断裂事故不断发生，越来越引起人们的重视。

疲劳强度设计及其研究正在成为我国高速机车车辆设计制造中的一项不可缺少的和重要的工作。

金属疲劳的研究已有近150年的历史，有相当多的学者和工程技术人员进行了大量的研究，得到了许多关于金属疲劳损伤和断裂的理论及有关经验技术。

但是由于疲劳破坏的影响因素多而复杂并且这些因素互相影响又与构件的实际情况密切相关，使得其应用性成果尚远远不能满足工程设计和生产应用的需要。

据统计，至今有约90%的机械零部件的断裂破坏仍然是由直接于疲劳或者间接疲劳而引起的。

因此，在21世纪的今天，尤其是在高速和大功率化的新产品的开发制造中，其疲劳强度或疲劳寿命的设计十分重要，并且往往需要同时进行相应的试验研究和试验验证。

疲劳断裂是因为在零件或构件表层上的高应力或强度比较低弱的部位区域产生疲劳裂纹，并进一步扩展而造成的。

这些危险部位小到几个毫米甚至几十个微米的范围，零件或构件的几何缺口根部、表面缺陷、切削刀痕、碰磕伤痕及材料的内部缺陷等往往是这种危险部位。

因此，提高构件疲劳强度的基本途径主要有两种。

一种是机械设计的方法，主要有优化或改善缺口形状，改进加工工艺工程和质量等手段将危险点的峰值应力降下来；另一种是材料冶金的方法，即用热处理手段将危险点局部区域的疲劳强度提高，或者是提高冶金质量来减少金属基体中的非金属夹杂等材料缺陷等局部薄弱区域。

(完整版)疲劳分析的数值计算方法及ANSYS疲劳分析实例

第十四章疲劳分析的数值计算方法及实例第一节引言零件或构件由于交变载荷的反复作用，在它所承受的交变应力尚未达到静强度设计的许用应力情况下就会在零件或构件的局部位置产生疲劳裂纹并扩展、最后突然断裂。

这种现象称为疲劳破坏。

疲劳裂纹的形成和扩展具有很大的隐蔽性而在疲劳断裂时又具有瞬发性，因此疲劳破坏往往会造成极大的经济损失和灾难性后果。

金属的疲劳破坏形式和机理不同与静载破坏，所以零件疲劳强度的设计计算不能为经典的静强度设计计算所替代，属于动强度设计。

随着机车车辆向高速、大功率和轻量化方向的迅速发展，其疲劳强度及其可靠性的要求也越来越高。

近几年随着我国铁路的不断提速，机车、车辆和道轨等铁路设施的疲劳断裂事故不断发生，越来越引起人们的重视。

疲劳强度设计及其研究正在成为我国高速机车车辆设计制造中的一项不可缺少的和重要的工作。

金属疲劳的研究已有近150年的历史，有相当多的学者和工程技术人员进行了大量的研究，得到了许多关于金属疲劳损伤和断裂的理论及有关经验技术。

但是由于疲劳破坏的影响因素多而复杂并且这些因素互相影响又与构件的实际情况密切相关，使得其应用性成果尚远远不能满足工程设计和生产应用的需要。

据统计，至今有约90%的机械零部件的断裂破坏仍然是由直接于疲劳或者间接疲劳而引起的。

因此，在21世纪的今天，尤其是在高速和大功率化的新产品的开发制造中，其疲劳强度或疲劳寿命的设计十分重要，并且往往需要同时进行相应的试验研究和试验验证。

疲劳断裂是因为在零件或构件表层上的高应力或强度比较低弱的部位区域产生疲劳裂纹，并进一步扩展而造成的。

这些危险部位小到几个毫米甚至几十个微米的范围，零件或构件的几何缺口根部、表面缺陷、切削刀痕、碰磕伤痕及材料的内部缺陷等往往是这种危险部位。

因此，提高构件疲劳强度的基本途径主要有两种。

一种是机械设计的方法，主要有优化或改善缺口形状，改进加工工艺工程和质量等手段将危险点的峰值应力降下来；另一种是材料冶金的方法，即用热处理手段将危险点局部区域的疲劳强度提高，或者是提高冶金质量来减少金属基体中的非金属夹杂等材料缺陷等局部薄弱区域。

(完整版)疲劳分析的数值计算方法及ANSYS疲劳分析实例

第十四章疲劳分析的数值计算方法及实例第一节引言零件或构件由于交变载荷的反复作用，在它所承受的交变应力尚未达到静强度设计的许用应力情况下就会在零件或构件的局部位置产生疲劳裂纹并扩展、最后突然断裂。

这种现象称为疲劳破坏。

疲劳裂纹的形成和扩展具有很大的隐蔽性而在疲劳断裂时又具有瞬发性，因此疲劳破坏往往会造成极大的经济损失和灾难性后果。

金属的疲劳破坏形式和机理不同与静载破坏，所以零件疲劳强度的设计计算不能为经典的静强度设计计算所替代，属于动强度设计。

随着机车车辆向高速、大功率和轻量化方向的迅速发展，其疲劳强度及其可靠性的要求也越来越高。

近几年随着我国铁路的不断提速，机车、车辆和道轨等铁路设施的疲劳断裂事故不断发生，越来越引起人们的重视。

疲劳强度设计及其研究正在成为我国高速机车车辆设计制造中的一项不可缺少的和重要的工作。

金属疲劳的研究已有近150年的历史，有相当多的学者和工程技术人员进行了大量的研究，得到了许多关于金属疲劳损伤和断裂的理论及有关经验技术。

但是由于疲劳破坏的影响因素多而复杂并且这些因素互相影响又与构件的实际情况密切相关，使得其应用性成果尚远远不能满足工程设计和生产应用的需要。

据统计，至今有约90%的机械零部件的断裂破坏仍然是由直接于疲劳或者间接疲劳而引起的。

因此，在21世纪的今天，尤其是在高速和大功率化的新产品的开发制造中，其疲劳强度或疲劳寿命的设计十分重要，并且往往需要同时进行相应的试验研究和试验验证。

疲劳断裂是因为在零件或构件表层上的高应力或强度比较低弱的部位区域产生疲劳裂纹，并进一步扩展而造成的。

这些危险部位小到几个毫米甚至几十个微米的范围，零件或构件的几何缺口根部、表面缺陷、切削刀痕、碰磕伤痕及材料的内部缺陷等往往是这种危险部位。

因此，提高构件疲劳强度的基本途径主要有两种。

一种是机械设计的方法，主要有优化或改善缺口形状，改进加工工艺工程和质量等手段将危险点的峰值应力降下来；另一种是材料冶金的方法，即用热处理手段将危险点局部区域的疲劳强度提高，或者是提高冶金质量来减少金属基体中的非金属夹杂等材料缺陷等局部薄弱区域。

基于Ansys Workbench的钢丝绳应力和疲劳分析

全绳的卷绕缆绳最为合适。因此，研究钢丝绳的相关性能和提高其可靠性对于整个可伸缩太空安全绳的研制具有至关重要的意义。
１有限元模型设定
使用ＳｉｅｍｅｎｓＮＸ对钢丝绳进行参数化建模．３Ｊ，获得钢丝绳的三维模型，将模型导入Ａｎ— ｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈＬ４软件。利用ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ白带的材料库，设置钢丝绳的材料为不锈钢。由于钢丝绳结构复杂，为减少计算时间，在保证计算结果较为精确的情况下，在对钢丝绳三维模型进行网格划分时，应尽量减少网格的数量，尤其是对于结构较为复杂的６×１９ＩＷＳ型钢丝绳。设置Ｍｅｓ．ｈｉｎｇ为自动网格划分，Ｒｅｌｅｖａｎｃｅ为０，ＲｅｌｅｖａｎｃｅＣｅｎｔｅｒ为Ｃｏａｒｓｅ。将钢丝绳一端（Ａ端）的所有钢
基于ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的钢丝绳应力和疲劳分析
褚文敏郑刚刘志才魏书林北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京１００１２４
摘要：为了研究钢丝绳直径、结构和环境温度对钢丝绳疲劳寿命的影响，选择用于太空安全绳的钢丝绳，通过ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ分析软件建立钢丝绳多场耦合有限元模型，计算不同因素对钢丝绳应力的影响。根据应力疲劳理论，导入不锈钢材料的应力一寿命曲线，对钢丝绳的疲劳寿命进行仿真分析，通过钢丝绳的疲劳寿命云图可以发现，钢丝绳的直径和结构对钢丝绳的疲劳寿命影响较大，环境温度对钢丝绳的疲劳寿命影响较小。根据仿真结果和具体使用条件，遴选出最适合用于太空安全绳的钢丝绳。

一个PPT让你搞懂AnsysWorkbench疲劳分析应用

一个PPT让你搞懂AnsysWorkbench疲劳分析应用
结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。

疲劳通常分为两类：
1）高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。

因此，应力通常比材料的极限强度低。

应力疲劳（ Stress-based）用于高周疲劳。

2）低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。

塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。

一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。

在ANSYS Workbench结构分析模块的后处理中的疲劳计算工具可以完成高周疲劳和低周疲劳的计算。

ANSYSworkbench教程—疲劳分析

第一章简介1.1 疲劳概述结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。

疲劳通常分为两类：高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。

因此，应力通常比材料的极限强度低，应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳；低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。

塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。

一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。

在设计仿真中，疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳。

接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。

1.2 恒定振幅载荷在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起：当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。

否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。

1.3 成比例载荷载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷：比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减不随时间变化，这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。

相反，非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系，典型情况包括：σ1/σ2=constant在两个不同载荷工况间的交替变化；交变载荷叠加在静载荷上；非线性边界条件。

1.4 应力定义考虑在最大最小应力值σmin和σmax作用下的比例载荷、恒定振幅的情况：应力范围Δσ定义为(σmax-σmin)平均应力σm定义为(σmax+σmin)/2应力幅或交变应力σa是Δσ/2应力比R是σmin/σmax当施加的是大小相等且方向相反的载荷时，发生的是对称循环载荷。

这就是σm=0，R=-1的情况。

当施加载荷后又撤除该载荷，将发生脉动循环载荷。

这就是σm=σmax/2，R=0的情况。

1.5 应力-寿命曲线载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示：（1）若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而且有可能导致失效；（2）如果同个部件作用在更高的载荷下,导致失效的载荷循环次数将减少；（3）应力-寿命曲线或S-N曲线,展示出应力幅与失效循环次数的关系。

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南第一章简介1.1 疲劳概述结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。

疲劳通常分为两类：高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。

因此，应力通常比材料的极限强度低，应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳；低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。

塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。

一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。

在设计仿真中，疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳。

接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。

1.2 恒定振幅载荷在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起：当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。

否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。

1.3 成比例载荷载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷：比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减不随时间变化，这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。

相反，非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系，典型情况包括：σ1/σ2=constant在两个不同载荷工况间的交替变化；交变载荷叠加在静载荷上；非线性边界条件。

1.4 应力定义考虑在最大最小应力值σ和σ作用下的比例载荷、恒定振幅的情况：应力范围Δσ定义为(σ-σ)平均应力σ定义为(σ+σ)/2应力幅或交变应力σa是Δσ/2应力比R是σ/σ当施加的是大小相等且方向相反的载荷时，发生的是对称循环载荷。

这就是σm=0，R=-1的情况。

当施加载荷后又撤除该载荷，将发生脉动循环载荷。

这就是σ=σ/2，R=0的情况。

1.5 应力-寿命曲线载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示：（1）若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而且有可能导致失效；（2）如果同个部件作用在更高的载荷下,导致失效的载荷循环次数将减少；（3）应力-寿命曲线或S-N曲线,展示出应力幅与失效循环次数的关系。

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南第三章

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南第三章发表时间：2009-2-21 作者: 安世亚太来源: e-works关键字: CAE ansys Workbench疲劳分析第三章不稳定振幅的疲劳在前面一章中,考察了恒定振幅和比例载荷的情况,并涉及到最大和最小振幅在保持恒定的情况下的循环或重复载荷。

在本章将针对不定振幅、比例载荷情况,尽管载荷仍是成比例的,但应力幅和平均应力却是随时间变化的。

3.1 不规律载荷的历程和循环(History and Cycles)对于不规律载荷历程,需要进行特殊处理：计算不规律载荷历程的循环所使用的是“雨流”rainflow循环计算，“雨流”循环计算(Rainflowcycle counting)是用于把不规律应力历程转化为用于疲劳计算的循环的一种技术(如右面例子)，先计算不同的“平均”应力和应力幅(“range”)的循环，然后使用这组“雨流”循环完成疲劳计算。

损伤累加是通过Palmgren-Miner 法则完成的，Palmgren-Miner法则的基本思想是：在一个给定的平均应力和应力幅下，每次循环用到有效寿命占总和的百分之几。

对于在一个给定应力幅下的循环次数Ni，随着循环次数达到失效次数Nfi时，寿命用尽，达到失效。

“雨流”循环计算和Palmgren-Miner损伤累加都用于不定振幅情况。

因此，任何任意载荷历程都可以切分成一个不同的平均值和范围值的循环阵列(“多个竖条”)，右图是“雨流”阵列，指出了在每个平均值和范围值下所计算的循环次数，较高值表示这些循环的将出现在载荷历程中。

在一个疲劳分析完成以后，每个“竖条”(即“循环”)造成的损伤量将被绘出，对于“雨流”阵列中的每个“竖条”(bin)，显示的是对应的所用掉的寿命量的百分比。

在这个例子中，即使大多数循环发生在低范围/平均值，但高范围(range)循环仍会造成主要的损伤。

依据Per Miner法则，如果损伤累加到1(100%)，那么将发生失效。

基于ANSYS Workbench的轮毂弯曲疲劳分析

10.16638/ki.1671-7988.2021.012.027基于ANSYS Workbench的轮毂弯曲疲劳分析胡裕超，杨辉（桂林理工大学机械与控制工程学院，广西桂林541006）摘要：轮毂是汽车运行时的主要承载部件，对于汽车安全行驶和可靠运行起着重要作用。

特别对于设计者而言，其各方面的性能都应得到重视。

文章以家用汽车轮胎的轮毂（18×7.5J）为研究对象，利用通用设计软件SolidWorks 建立轮毂仿真模型，而后将轮毂仿真模型导入ANSYS19.2中的geometry模块中进行分析，并且参考国标，在材料库输入铝合金A356的相关参数，得到铝合金A356的S-N曲线，最后求解得到轮毂在周期性弯曲载荷下的安全系数和使用寿命分布云图，根据以上仿真结果，判断轮毂是否符合使用要求，对设计人员具有指导作用。

关键词：轮毂；铝合金；弯曲疲劳；ANSYS workbench中图分类号：U463.343 文献标志码：A 文章编号：1671-7988(2021)12-90-03Bending Fatigue Analysis of Wheel Hub Based on ANSYS WorkbenchHU Yuchao, YANG Hui( College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guangxi Guilin 541006 )Abstract: As an important part of the car wheel, the wheel hub has a significant impact on the safety and reliability of the car. Especially for designers, all aspects of its performance should be paid attention to. This paper takes the wheel hub (18×7.5J ) of the family car tire as the research object, establishes the 3D model of the wheel hub through the 3D software SolidWorks, imports it into the simulation software for simulation analysis, and establishes the fatigue life curve (S-N curve) of aluminum alloy (A356), through the analysis to obtain the safety factor and fatigue life cloud diagram of the hub, according to the above simulation results, determine whether the hub meets the requirements of use, which has a guiding role for the designer. Keywords: Wheel hub; Aluminum alloy; Bending fatigue; ANSYS workbenchCLC NO.: U463.343 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)12-90-03引言传统的轮毂设计必须要通过实验法测定轮毂的各项结构性能以及疲劳使用寿命，极其耗费成本[1]。

疲劳分析实例

培训手册
ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation
•
确认材料设置为结构钢 “Structural Steel”.
培训手册
Shape Finder
. . .作业A12 –过程
5. 点击环境 Environment 栏. 6. 点击连杆表面显示…
6. 5.
培训手册
ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation
– “RMB > Insert > Cylindrical Support” 10. 9.
培训手册
ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation
ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation ANSYS Workbench - Simulation
16.
17. RMB > Insert > Stress > Equivalent (von Mises).
培训手册
作业A12 – 结果
Shape Finder

基于ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析

基于ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析ANSYS Workbench 对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析随着工业技术的发展，机械传动的要求也越来越高，其中齿轮传动作为一种重要的机械传动方式，其性能要求也更加苛刻。

齿轮传动在使用过程中，由于长时间受到外界力的作用，很容易出现接触疲劳问题，从而影响其正常工作。

因此，如何预测齿轮接触疲劳寿命，对于提高齿轮传动的可靠性，具有重要的意义。

渐开线直齿圆柱齿轮是一种传动效率高、噪音小、负载能力强的齿轮。

为了准确预测其接触疲劳寿命，我们可以使用ANSYS Workbench来进行分析。

首先，在ANSYS Workbench中建立一个3D的渐开线直齿圆柱齿轮模型，确定齿轮的几何参数和材料属性，在模型中加入齿形偏差和存在底隙等实际工作条件，再定义边界条件、力和载荷。

接下来，我们使用ANSYS中的逐步荷载分析方法，模拟齿轮在连续负载中的应力、应变和位移等变化情况。

然后，通过霍尔曼准则计算渐开线直齿圆柱齿轮的接触应力、接触疲劳极限和疲劳指数等参数，进而预测其接触疲劳寿命。

同时，为了保证分析结果的准确性，在分析过程中我们还需要考虑一些影响因素。

例如，在定义材料属性时，需要考虑其疲劳性能和断裂模式。

在模拟载荷和边界条件时，需要确保其与实际工作条件相匹配，并考虑齿轮工作时的动态因素。

最终，通过ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮的接触疲劳寿命进行分析，可以预测出齿轮在不同负载条件下的疲劳寿命，分析出齿轮的疲劳寿命与设计的安全寿命之间的差距，进而优化齿轮的设计方案，提高其可靠性和寿命。

总之，ANSYS Workbench作为一款常用的FEM软件，能够提供准确的齿轮接触疲劳分析，对于提高齿轮传动的性能、可靠性和寿命，具有很大的作用。

对渐开线直齿圆柱齿轮进行接触疲劳寿命分析时，需要收集并分析一些相关数据，以确定齿轮的材料属性、载荷、边界条件等因素。

ansys-workbench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。

ansysworkbench 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：Von-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(rainflowcountingmethod)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）。

基于ansys workbench的发动机曲轴强度及疲劳分析

本文采用 HexDomi
nan
t网格划分方法对曲轴进
行网格划分,控制 BodyS
i
z
i
ng 为５ mm. 建立完成的
曲轴有限元模型如图２所示,共有２２６１９３个节点、
６７６８７个单元,网格单元质量较好,能够比较精确地
进行计算.
曲轴材料为４５钢,其弹性模量为２０９ GPa,泊松
其最大应力小于曲轴材料的屈服极限.采用有限元法分析了曲轴的安全系数,校核了曲轴的疲劳强度, 曲轴
的安全系数符合要求,可为曲轴的设计优化提供参考.
关键词:曲轴;强度分析;疲劳分析;ANSYS Wo
r
kbench
中图分类号:TP３９１
７文献标识码:A
０引言
在发动机中,曲轴、连杆和活塞组成了曲柄滑块机
摘要:利用 So
l
i
dWo
r
ks建立了活塞曲轴总成模型, 分析计算了曲轴在各个扭转角下的受力, 找到了曲轴的
最大受力工况.在 Wo
r
kbench 中完成了静力学分析, 得到了曲轴在各气缸发火时的应力和位移分布情况,
时忽略扭矩.
表１活塞曲轴总成的主要参数
主轴颈直径 D１(
mm)
６４
活塞直径 D(
mm)
主轴颈长度 L１(
mm)
３８
连杆中心距 L(
mm)
曲轴颈直径 D２(
mm)
曲轴颈长度 L２(
mm)
６４
４５

基于ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析

ｄｒｔｅｃｎｉｏｓａｄｔｅｅｅｍａｅｉｆｈｅｒｎｅｍｔｒｌｅｏｄｔｎ，ｎｎｓｔｈｔｒｏｔｅｇａｓａｄｔｅｉｈｉｈｔｌａｈａａＳ—Ｎｃｒｅｔｅｅｏｔｃｔｕｉｄｐｅｉｔｅｌｅｕｖｇｔａｃｎａｔａｉｅｌｅａｒｄｃｆｏｇｒｆｇｆｎｈｔｉｏｅｒｒａｏａｌｎｔｉｏｄｔｎｆｇａｅｎｂｙｉｈｓｃｎｉｉ．ｓｏ
计满足要求强度及疲劳寿命，具有可靠的理论依据。本文
利用三维造型软件ＰｏＥＧＮＥ与有限元分析软件ｒＮＩＥＲ／
（）２齿轮的基圆半径
Ｒ６＝ＲＣＳＸ的相关参数：（）轮的节圆半径Ｉ齿
１
由于有限元软件中疲劳寿命模块的局限，国内外对
齿轮疲劳寿命分析仅处于实验室试验阶段，而实验设备等
其他外界因素对产品疲劳寿命的影响非常大，并且开发和
测试的周期长、成本高。如今随着有限元软件技术的不断
ＳＵＮｉｉｇ，ＮＧｎＺｈｙｎＺＥＨｏｇ
薯ｌＩ＿
ＡｂｔａｔＴｅｐｒｍｅｒｃｍａｈｍａｉａｄｌｏｐｒｇａｓｂｉｅａｅｎｔｅｔｒｅｄｍｅｓｎｄｅｉｇｓｆｒｅＰｏｓｒｃ：ｈａａｔｔｅｔｌｉｃｍｏｅｆａｓｕｅｒｓｅｔｌｈｄｂｓｄｏｈｅ — ｉｎｉａｍｏｌｏｔｉａｓｈｏｌｎｗａｒ／ＥＩＥＲ，ｎｓｇｔｅｓａｅｓｃｎｅｔｎｉｔｒｃｆｒ／ＮＧＩＮＧＮＥａｄｕｉｅｍｌｓｏｎｃｉｅｆｅｏｏＥｎｈｏｎａＰＮＥＥａｄＡＮＹＳＷｏｋｅｃｔｅｇａｄｅｍｐｓｄｉｔ — ＲＳｒｂｎｈ，ｅｒｍｏｌｓｉｏｅｎｏｆｎｈｉｉｎｔｌｍｅｔｎｌｓｓｓｆｒｉｅｅｎａｙｉｏｔｅＡＮＳｏｋｅｃ．ｎｔｅＡＮＹＳＷｏｋｅｃｎｉｏｍｅｔｔｅｃｎａｔｎｙｉｏｅｒｉｃｍｐｅｅｎｅａｗａＹＳＷｒｂｎｈＩｈＳｒｂｎｈＥｖｒｎｎｈｏｔｃａｓｓｆａｏｌｔｄａ — ａｌｇｓ

ansys疲劳分析例子

! ***************求解***************
/solu ! 筒体端部施加轴向约束
dl,3,,uy ! 筒体端部施加轴向约束
dl,6,,symm ! 平板封头对称面施加对称约束
ansys疲劳分析例子
/units,si
/title, Fatigue analysis of cylinder with flat head
! ***************参数设定***************
Di=1000 ! 筒体内径
r2=10 ! 平板封头内侧应力释放槽圆弧半径
exx=2e5 ! 材料弹性模量
mu=0.3 ! 材料泊松比
FP,39, ,
! ****** 水压试验循环 ******
fs,4760,1,1,1,0,0,0,0,0,0 ! 储存节点4760对应其第一载荷的应力
set,1,last ! 读入第一载荷步数据
FSNODE,4760,1,2 ! 储存节点4760对应其第二载荷的应力
! ***************后处理***************
/post1 ! 进入后处理
FTSIZE,1,2,2, ! 设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数
FP,1,1e1,2e1,5e1,1e2,2e2,5e2 ! 根据疲劳曲线输入S－N数据
FP,7,1e3,2e3,5e3,1e4,2e4,5e4
FP,13,1e5,2e5,5e5,1e6, ,
FP,19, ,
FP,21,4000,2828,1897,1414,1069,724
FP,27,572,441,331,262,214,159

Workbench中文讲义——疲劳分析

恒定振幅载荷
在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起：当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，
我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。
成比例载荷
载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷：比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减
不随时间变化，这实质意味着由于载荷的ห้องสมุดไป่ตู้加或反作用的造成的响应很容易得到计算。
几何模型
指定材料特性，包括S-N曲线；
定义接触区域(若采用的话)；定义网格控制(可选的)；包括载荷和支撑；
(设定)需要的结果，包括Fatigue tool；
求解模型；查看结果。
Workbench中S-N曲线在WB中可以通过打开材料编辑器
来定义S-N曲线。（一般每种材料都有软件设置好的S-N曲线）
课堂实例1
对如图所示的简单钢梁进行疲劳分析钢梁尺寸：10*50*3mm 边界条件：底面固支，侧面受力200N
求解步骤——开启DM建模工具
首先启动ANSYS Workbench并开启DM建模器
求解步骤——几何建模
首先在DM建模器中创建如图所示的长方体结构
求解步骤——开启DS求解器
建模结束后退回到主窗口并打开DS求解器
平均应力修正理论，感兴趣的同学可课下参阅软件帮助中的相关内容
Fatigue Tool
当Fatigue Tool在求解子菜单下插入以后，就可以在细节栏中输入疲劳说明：载荷类型可以在“ZeroBased”、“Fully Reversed”和给定的 “Ratio”之间定义；也可以输入一个比例因子，来按比例缩放所有的应力结果。
应力-寿命曲线