Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析

WorkBench中的Bolt Thread可以使用簡單的面接觸對來模擬螺紋聯接,但是僅限于普通螺紋聯接,如果是錐螺紋聯接就必須使用實際的螺紋聯接進行分析。


螺紋聯接是復雜曲面,直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示,需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型,再雙擊Model進入分析模塊。


模型由三個零件組成,螺栓、螺母和墊板。剖開模型即可看到螺栓與螺母上的螺紋聯接。

錐度1:16。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖1


材料使用默認的結構鋼(Structural Steel)。

螺母與墊板、螺栓與墊板之間的接觸都是有摩擦接觸,接觸面使用系統默認。

點擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 1/ Contact Region 2> Definiton > Type:Frictional;Friction Coefficient:0.15。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖2


螺紋聯接需要設置接觸面,系統默認的接觸面過于繁雜,有些面并沒有接觸到。在螺紋聯接中,往往只有一側面受力。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖3


根據上圖中的接觸圖選中相應面設置螺紋聯接的接觸。

點擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 3>Scope > Contact 和Target選擇相應的面。

Definiton > Type:Frictional;Friction Coefficient:0.15。

下圖中螺栓和螺母同角度看過去,可以看到螺栓上的接觸面(藍色面),而螺母上的接觸面與螺栓接觸面相對,在這個角度無法看到。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖4


設置整體模型的網格尺寸,

右鍵Mesh > Insert > Sizing > 選中所有模型 > Apply;Element Size:1mm。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖5


設置接觸區域的網格尺寸,將其細化,

右鍵Mesh > Insert > Contact Sizing > Contact Region:選擇螺紋聯接區域;Element Size:0.4mm。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖6


設置固定約束,

點擊A5 > Support > Fixed Support > 選中螺母底面 >Apply 。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖7


設置螺栓預緊力Bolt Pretension,

點擊A5 > Load > Bolt Pretension > 選擇螺栓桿的一個半弧面 > Apply > Preload:5000N。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖8


結果查看總形變和等效應力,求解。

查看總形變,不顯示網格,顯示比例1:1。

與普通螺紋聯接的形變圖類似。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖9


查看等效應力,應力同樣集中在前幾圈的螺紋聯接上。


Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析的圖10


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