現實生活中，結構失效的80%以上屬于疲勞失效，并且疲勞失效具有突發性，失效前沒有明顯的征兆。隨著制造業競爭愈加激烈，在設計研發過程中對零部件進行疲勞強度校核顯得越來越重要。Workbench的Mechanical模塊自帶Fatigue Tool功能，能基本滿足用戶的疲勞校核需要。

模型

如下圖所示，鋼棒左端面固定約束，右端面承受幅值為2000N的簡諧作用力。從受力模型來看，為懸臂梁結構。嘗試進行應力疲勞強度評估。

 

材料疲勞參數

使用EngineeringData的自帶材料Structural Steel的疲勞參數：

網格

插入Body Sizing，設置如下：

網格設置

網格劃分結果如下：

 網格狀態

主應力結果

最大主應力（Average，平均節點應力）：

最小主應力（Average，平均節點應力）：

應力幅：

因為本案例為簡諧作用力，可認為應力幅為：

（111.76+112.39）/ 2=112.075MPa

應力疲勞強度評估

Fatigue Tool的設置：

求解鋼棒的壽命，下圖結果表明，鋼棒中部倒圓角處的疲勞壽命最低，為217030個載荷循環。

手算驗證

根據仿真軟件計算壽命217030，結合材料的疲勞參數S-N曲線，通過樣條插值，反推應力幅為112Mpa。Fatigue Tool的計算結果是可靠的。

結論

• Workbench自帶的Fatigue Tool能準確進行疲勞強度評估。

  
  

• Fatigue Tool設置簡單，易學易用，但功能可能受限，因此ANSYS公司和HBM公司合作推出了ANSYS nCode DesignLife疲勞分析模塊，具有強大的疲勞分析能力。