实例2：连杆受载荷幅值为4500N，为恒幅载 荷，平均载荷为0（R=-1）。材料默认为 Structure Steel。求发动机连杆的安全系数。
四、发动机连杆的应力疲劳分析
直接打开Conrod-fatigue.wbpj文件，导 入ConRod.x_t，并对Geometry进行编辑。
四、发动机连杆的应力疲劳分析
2.疲劳破坏的特点
1）疲劳发生的外部原因是扰动应力；
2）疲劳破坏产生于局部；
3）疲劳是一个发展的过程 从疲劳裂纹的形成到裂纹扩展，以致最后断裂，
是疲劳损伤逐渐累积的过程。 一般分为三个阶段： 裂纹萌生、裂纹扩展和最后失稳扩展断裂。
一、结构疲劳分析基础
3.疲劳分析的基本流程
材料的疲劳特性S-N曲线 E-N曲线
Gerber法 None不进行修正
Mean Stress
Curves
定义有限寿命数值 疲劳强度系数 载荷缩放系数
恒幅，比例载荷 恒幅，非比例载荷 非恒幅，比例载荷 非恒幅，非比例载荷
X方向应力/Y/Z XY平面应力 YZ平面应力 XZ平面应力
Von Mises应力 带符号的Von Mises应力
最大剪应力 最大主应力 最大主应力最大值
得到的是多轴应力。但在试验过程中得到的 一般是单轴应力。在ANSYS WB应力疲劳分析 中可以选择X、Y、Z三个方向的应力分量， Von Mises应力，带符号Von Mises应力等。 在考虑压缩平均应力对疲劳寿命的影响中， 带符号Von Mises应力是非常有用的，
二、应力疲劳分析
疲劳修正
定义有限寿命数值 疲劳强度系数 载荷缩放系数
车辆结构有限元分析
第九章 车辆结构有限元疲劳分析
结构疲劳分析基础 应力疲劳分析 典型材料试件应力疲劳分析 发动机连杆的应力疲劳分析
一、结构疲劳分析基础
车辆是运动并承载的机械，其结构承受 的载荷大部分都是交变载荷。零部件失效中， 由疲劳裂纹引起的结构失效断裂事故占总断 裂事故的70％--80％以上，约有50％--90％的 机械结构的破坏属于疲劳破坏。
二、应力疲劳分析
二、应力疲劳分析
二、应力疲劳分析
二、应力疲劳分析
9.载荷谱 通过有限元静态分析计算，得到车辆在三
种工况下的应力与循环次数的分布如下表：
二、应力疲劳分析
10.Miner线性累积损伤理论
对载荷谱（载荷时间历程）计数，得到载荷 （S）——循环次数（n）图：
构件在应力水平Si作用下，经受ni 次循环损伤为Di=ni/Ni。若在k个应力水 平Si作用下，则其总损伤为：
D=
三、典型材料试件应力疲劳分析
三、典型材料试件应力疲劳分析
三、典型材料试件应力疲劳分析
划分网格
三、典型材料试件应力疲劳分析
施加载荷和约束
三、典型材料试件应力疲劳分析
定义分析分析结果
Байду номын сангаас
三、典型材料试件应力疲劳分析
疲劳分析设置
三、典型材料试件应力疲劳分析
求解结果
四、发动机连杆的应力疲劳分析
GoodMan法 Soderberg法 Gerber法 None不进行修正 Mean Stress Curves
二、应力疲劳分析
7.应力分量的选取 在进行结构应力分析的过程中，
X方向应力/Y/Z XY平面应力 YZ平面应力 XZ平面应力
Von Mises应力 带符号的Von Mises应力
最大剪应力 最大主应力 最大主应力最大值
一、结构疲劳分析基础
人们对车辆结构疲劳的研究主要集中在车 辆的承载结构，如悬架、车轮、车架、横向 稳定杆、发动机连杆、传动轴等。
一、结构疲劳分析基础
疲劳失效的原因有哪些呢？ 1）设计原因 2）材质原因 3）制造(工艺)原因
4）其他原因（安装调试、维修运转等）
一、结构疲劳分析基础
一、结构疲劳分析基础
Fully Reversed
Ratio
History
非恒定幅值比例 载荷
R=-1
指定应力比 R=X
指定载荷时 间历程
二、应力疲劳分析
6.平均应力对疲劳寿命的影响
平均应力对疲劳寿命的影响就是考虑应力 比R的变化对疲劳寿命会产生影响，从而需要 对S-N曲线进行修正。ANSYS WB提供了平均应 力修正的五个选项：
二、应力疲劳分析
9.载荷谱
进行疲劳分析时，首先必须确定零部件或 结构工作状态下所承受的载荷谱。载荷谱的 确定通常有两种方法：
1）借助已有的类似构件、结构或其模型，在使用条件或模 拟使用条件下进行测量，得到各典型工况下的载荷谱，再将 各工况组合起来得到的载荷谱，称为实测载荷谱；
2）在没有适当的类似结构或模型时，依据设计目标分析工 作状态，结合经验估计载荷谱，这样给出的是设计载荷谱。
二、应力疲劳分析
2.应力疲劳分析流程
二、应力疲劳分析
二、应力疲劳分析
定义S-N 曲线
二、应力疲劳分析
4.设置疲劳分析类型
设置疲劳 分析类型
应力疲劳分析 Stress Life 应变疲劳分析 Strain Life
高周疲劳 低周疲劳
二、应力疲劳分析
5.载荷类型
Zero-Based
R=0
载荷类型
其他设置
四、发动机连杆的应力疲劳分析
打开Model（A4），进入Mechanical界面：
按照目录树要求， 对未完成项进行补充。
四、发动机连杆的应力疲劳分析
边界条件补充
四、发动机连杆的应力疲劳分析
注意Fatigue Tool选项的设置
疲劳强度系数Kf为0.8， 代表该材料相对于光滑构 件疲劳强度下降的系数。
四、发动机连杆的应力疲劳分析
有限元静力学分析结果
载荷谱
疲劳分析方法
疲劳寿命
二、应力疲劳分析
1.S-N曲线 在ANSYS WB中S-N曲线是通过点定义
的。
二、应力疲劳分析
二、应力疲劳分析
2.应力疲劳分析流程
定义S-N 曲线
设置疲劳 分析类型
选择载 荷类型
平均应 力修正
应力分量 的选取
疲劳修正
应力疲劳分析
GoodMan法 Soderberg法