接着疲劳分析方法，本节讨论如何在ANSYS Workbench中应用应力寿命法（S-N法）和应变寿命法（E-N法）来分析预测结构寿命问题。
1、问题描述
一个L型角铁（尺寸见下图，厚度5mm），材料为默认的钢，密度为7850kg/m³，弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。其左侧长边固定，右侧短边受竖直向下的载荷450N，分析预测结构的寿命问题。![]()
2、前处理
1）创建分析系统及建模
疲劳分析工具（Fatigue Tool）需要获取结构的应力和应变分布，所以前置条件需要先进行结构受载分析以便获取应力和应变。疲劳分析工具目前支持静态结构分析（Static Structural Analysis，详见静态分析流程）、瞬态结构分析（Transient Structural Analysis，详见瞬态结构分析流程）、基于频率响应的结构分析等。这里创建静态分析系统，利用SpaceClaim，建立L型角铁模型。![]()
这里采用面单元尺寸3mm，拐角网格加密，15个单元，已测试满足网格无关性。网格无关性相关问题详见网格无关性验证。
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3）载荷及边界条件
模型左侧长边添加固定约束，右侧短边添加竖直向下的450N载荷。![]()
3、分析设置及求解
整个分析采用默认设置，不考虑非线性。配置设置完成后，单击求解（F5）运行静态结构分析。![]()
4、后处理
分析完成后，重点关注应力、应变等结果，尤其是圆角位置。从下图可以看出，最大的应力在圆角位置，为135.88MPa，最大的弹性应变也在圆角位置，为0.00068129。![]()
等效应力云图
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等效弹性应变云图
在静力分析完成之后，右键“Solution”插入“Fatigue Tool”模块，进入疲劳分析设置。
Fatigue Tool选项中的分析类型选择默认的应力寿命法（Stress Life），若采用应变寿命法，则选择Strain Life，其余设置保持默认。![]()
右键Fatigue Tool，依次插入Life、Damage、Safety Factor等结果。![]()
1）Life（寿命）
显示给定疲劳分析的可用寿命。如果载荷的幅值恒定，则表示结构因疲劳而失效之前的循环次数。如果载荷幅值是变化的，则表示失败前的负载块数，即载荷谱的加载次数。因此，如果给定的载荷谱代表1个月的历史载荷，并且分析发现寿命为120，则结构的预期寿命将为120个月。在恒定振幅分析中，如果应力低于 S-N 曲线中定义的最小应力，则将使用该点的寿命。本例默认即为恒定振幅分析， S-N 曲线中最小应力为86.2MPa，所以结构中小于该应力的位置的寿命均为1E6；而R角上的最大应力为135.88MPa，对应寿命从S-N 曲线中插值得到1.0883E5。![]()
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2）Damage（损伤）
疲劳损失定义为设计寿命除以可用寿命。默认设计寿命可以通过Options 对话框进行设置，默认设置为1E9。从上图可以看出，疲劳极限寿命为1E6，我们这里将设计寿命的默认值设置为1E6。![]()
也可以单独设置Damage选项。大于1的位置表示零件在达到设计寿命之前将因疲劳而失效。![]()
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3）Safety Factor（安全系数）
此结果是在给定设计寿命下相对于疲劳失效的安全系数（FS）的等值线图。FS最大值固定为 15。其值这样计算，设计寿命对应的S-N曲线下的疲劳极限应力除于分析所得的等效应力，小于1代表失效。如设计寿命对应的疲劳极限为86.2MPa，分析所得的最大等效应力为135.88MPa，则安全系数为0.63438，会发生失效，不满足设计要求。![]()
