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基于Fatigue Tool实战:应力疲劳强度评定

3月前浏览181
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疲劳评定才是重中之重        

     
博集华仿      

   
现实生活中,结构失效的80%以上属于疲劳失效,并且疲劳失效具有突发性,失效前没有明显的征兆。      
随着制造业竞争愈加激烈,在设计研发过程中对零部件进行疲劳强度校核显得越来越重要。      
Workbench的Mechanical模块自带Fatigue Tool功能,能基本满足用户的疲劳校核需要。      

     
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仿真案例实战          

     
博集华仿      

   

     

     

下图所示,钢棒左端面固定约束,右端面承受幅值为2000N的简谐作用力。

从受力模型来看,为悬臂梁结构。尝试进行应力疲劳强度评估。

     


使用Engineering Data的自带材料Structural Steel的疲劳参数:

     


网格划分如下所示:

     


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应力结果后处理          

     
博集华仿      

   

     

     

最大主应力(Average,平均节点应力)与最小主应力(Average,平均节点应力)

     


     


因为本案例为简谐作用力,可认为应力幅为:

(111.76+112.39)/ 2=112.075MPa


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疲劳评定后处理          

     
博集华仿      

   

     

     

Fatigue Tool的设置如下:

     


下图结果表明,钢棒中部倒圆角处的疲劳寿命最低,为217030个载荷循环。

     


根据SN曲线,进行双对数差值,Python脚本验证如下:

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核心补充          

     
博集华仿      

   

     

     

以上案例,看起来都没有问题。但看过我们相关直播的读者都知道,这里面有个重要知识点。

以上仿真获得的应力收敛解体现的是理论应力集中系数,而疲劳评定需要的是疲劳缺口系数(有效应力集中系数)

本案例中,实际的疲劳缺口系数会小于理论应力集中系数。所以本案例计算的寿命结果其实偏?

来源:博集华仿
MechanicalWorkbenchHyperMesh振动疲劳电子python理论材料ANSYS
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首次发布时间:2026-05-21
最近编辑:3月前
博集华仿
硕士 致力于推广工程仿真技术
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