疲劳破坏是焊接结构最重要的失效方式。据资料统计,70%~90%的焊接结构失效是由于焊接接头的疲劳断裂引起的,疲劳破坏在一定程度上限制了焊接结构的应用范围。本文回顾了疲劳问题的基本理论,焊接结构的主要特点和常见的改善钢结构疲劳性能的措施、有限元在疲劳分析中的运用、ANSYS分析在钢结构加固中的应用以及国内外FRP加固钢结构的研究进展与现状。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固焊接钢结构,本文采用有限元软件ANSYS分析该加固技术的疲劳性能。通过有限元软件ANSYS对CFRP加固焊接工字钢梁在弯曲工况下进行静载荷分析。获得以下结论,CFRP加固钢梁提高了焊接钢梁的刚度,降低了其挠度和应力,但由于加固材料与主结构弹性模量差别较小,因此加固后的钢梁刚度、挠度、应力值变化幅度偏小。利用有限元软件对CFRP加固焊接工字钢梁进行疲劳分析并与试验结果进行比较。对于四种形式的钢梁(未加固、一层CFRP布加固焊接钢梁、两层CFRP布加固焊接钢梁、一层CFRP板加固焊接钢梁),有限元分析的疲劳寿命分别是162.9万次、221.7万次、272.8万次、226.9万次。与未加固钢梁相比,一层CFRP布加固焊接钢梁的疲劳寿命提高36.1%,两层CFRP布加固焊接钢梁疲劳寿命提高67.5%。CFRP板对焊接钢梁疲劳寿命提高39.3%。由疲劳寿命分析结果可知,三种加固方式中两层CFRP布的加固效果最好,一层CFRP布和一层CFRP板的加固效果比较接近,约是两层布加固效果的一半。通过对比,有限元分析的疲劳寿命与试验结果有较大差别,文中分析了出现差别的原因。本文有限元分析可用于指导如何选择CFRP的加固方式,同时也可以作为有限元分析疲劳的参考。