螺栓連接在有限元計算中是一個老生常談的話題了，對于一個產品，在裝配的時候會有很多螺栓，但在很多時候，我們關注的是結構的整體強度，這時我們在對產品進行有限元分析時，就沒有必要將所有螺栓進行實體建模，在Workbench中就提供了一種模擬螺栓連接的簡便方法，下面就與大家共同探討一下，如何在Workbench中進行螺栓連接的模擬。

將模型導入到Workbench，在DM中打開，如圖1，兩個孔處即是螺栓孔，在DM中我們通過Tool>Mid-Surface工具對其進行抽取中面（這里抽取中面是為了簡化計算），如圖2。

圖1

圖2

我們采用static structural模塊進行分析，在Engineering Data中定義結構鋼和鋁合金材料，兩塊板為鋁合金材料，螺栓為結構鋼材料。

進入Model模塊，在Connections選項中Insert>Beam，通過Beam連接我們就可以模擬螺栓連接，在Beam連接的詳細設置中，Material為螺栓材料，Radius為螺栓半徑，Scop表示連接類型，這里保持默認，表示體與體進行螺栓連接，我們可以在Reference與Mobile下的Scope中一次選擇螺栓孔的邊線，選擇后坐標數據自動填充，如圖3這樣即可定義螺栓連接，如圖4.

 

圖3

圖4

接下來我們進行網格劃分，添加約束，與載荷。通過Beam連接模擬的螺栓同樣可以添加螺栓預緊力，添加方法如下，插入Bolt Pretension，在Scoping Method下選擇通過Beam連接方式施加預緊力，并選擇相應的Beam連接，在preload處施加預緊力，如圖5。

圖5

對與螺栓預緊力的加載，我們通過兩個載荷步施加，在第一載荷步上加載預緊力，第二載荷步將預緊力鎖死，如圖6。

圖6

載荷與邊界條件如圖7，在螺栓預緊力下，結構的變形與等下應力如圖8，圖9。進一步在solution information>Geometry中可以查看到，Workbench對Beam連接模擬螺栓是通過約束方程實現的，如圖10.

圖7

圖8

圖9

圖10

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