新闻资讯NEWS

螺栓连接模型的建立方法

发表时间:2020-4-9 9:31:55  作者:三圆  来源:三圆  浏览量:1360

1、无螺栓等效载荷法

把栓杆所承受的轴向拉力等效成多个集中力或者一个而压力,然后对高强螺栓作用的结构直接施加等效荷载;也可以等效成集中力加一个等效弯矩进行轴心加载。施加等效荷载时要对两个连接板同时施加,使其合力大小相等,方向相反,保证不产生弯矩,如图所示。这种方法可以不建立螺栓模型,故不能模拟现实结构中栓杆和孔壁的接触问题。但由于只考虑了螺栓的预紧力而未将螺栓模型建立起来,因而可以使计算简化许多。WB和ansys经典环境均可采用该法。

2、螺栓耦合模拟法


2.1 法一
法兰采用实体单元,螺栓采用梁单元。WB建模时采用DM建立自定义截面的梁。建立垫圈圆环映射面,与Beam端点建立joints-Fixed连接。该法可以直接施加螺栓预紧力。注意:映射面的behavior需定义为deform;同时法兰片之间需要定义rough或frictional接触。

2.2 法二
法兰采用实体单元,螺栓采用梁单元。
WB建模时采用DM建立自定义截面的梁。建立垫圈圆环映射面,采用connection-Beam接触定义映射面与梁的接触。只适用于圆形截面,只能采用Command才能施加预紧力。注意:映射面的behavior也需定义为deform;同时法兰片之间可以不定义任何接触,实质就是螺栓承载全部预紧力,计算结果保守,常用于与手算对比。也可以定义rough或frictional接触,此时必须施加预紧力。

采用Command施加预紧力的过程如下:
(1)在梁单元的中点创建一个新的节点;
(2)在原有梁单元的终点和新建节点的基础上建立两个新的梁单元;
(3)删除原有梁单元;
(4)在两个新的梁单元创建预紧单元。

2.3 法三
在ANSYS经典环境中,耦合螺栓模型中的螺杆用梁单元来近似建模,螺栓的螺栓头和螺母 通过自由度 耦合的方式建模,将被联接零件表面上的与螺栓垫片相接触相应的节点与螺杆的2个端点进行自由度耦合.在ANSYS中,螺杆模型采用的梁单元BEAM4,螺栓预紧力是给BEAM4单元一个初始应变来表示。
初始应变值为:

式中:ε0为梁单的初始应变;P0为螺栓预紧力载荷;d为螺栓的有效直径;E为被夹紧材料的弹性模量。

3、螺栓实体单元模拟法(真实建模)

法兰和螺栓均采用实体单元, 螺栓忽略螺纹。采用WB建模时,螺栓螺母采用bonded接触,其余构件可以采用bonded、rough或frictional接触。该法可建立垫圈等零件, 可以施加预紧力。ansys经典环境采用实体单元和预紧单元也可实现螺栓连接结构的真实建模。

4、螺栓连接结构精细化建模方法

法兰和螺栓均采用实体单元, 螺栓考虑螺纹。采用WB建模时,螺栓螺母采用bonded接触,其余构件可以采用bonded、rough或frictional接触。该法可建立垫圈等零件, 可以施加预紧力。ansys经典环境采用实体单元和预紧单元也可实现螺栓连接结构的真实建模。

4. 螺栓结构建模实例

(1)ansys经典环境建模实例-无螺栓等效载荷法

(2)WB耦合建模实例—螺栓采用梁单元

(3)WB真实建模实例

(4)ansys经典环境真实建模实例

(5)考虑螺纹的ansys螺栓精细化建模实例

永年河北铺三圆金属制品有限公司提出的第一条黄金定律就是:客户拥有黄金,所以他们才是服务规则的制定者。客户是企业经营中最重要的元素,是企业的衣食父母,对客户的痛点就是企业发展的动力和努力的方向。解决客户的痛点,你就能黏住他们,不关心客户的痛点,客户就会离你而去,这才是当前很多制造企业所面临的最大挑战,也是新模式冲击老模式、获得客户的最大机会。

公司主要产品有:平垫/ 镀锌平垫/高强平垫/镀彩平垫/杭州弹垫/弹垫/镀锌弹垫/高强弹垫/杭州弹垫/异型件/地脚等产品。三圆公司拥有雄厚的研发实力和可靠的质量保障能力。
上一篇: 含垫片螺栓连接结构计算 下一篇:螺栓松脱