lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild

1.問題描述

前面計算了螺栓連接為beam方式建立的方法,當前考慮螺栓為實體螺栓,當一組零件中有螺栓的存在,螺栓會添加一個預緊力,之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力,查看整體變形和應力分布情況

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖1

2.問題分析

由于lsdyna自身的原因,計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響,不可控制,只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大,沒有意義了。

那么在常規方法在lsdyan中,只能在0.001s內施加螺栓預緊力,組件在短時間內受到螺栓預緊力的作用就會在后期產生抖動,對于后續加載的沖擊碰撞等載荷后產生影響,那么如何消除這個現象?

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖2

3.模型處理

實體螺栓模型需要將螺栓設置表面印記,將螺栓的圓柱部分切割出來,建立局部坐標系,加載螺栓預緊力,加載的載荷只能是應力值,結果為預緊力/截面積

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖3

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖4

4.lsdyna螺栓驗證

建立螺栓模型,加載預緊力的應力之后,看到結果中螺栓被分成兩端,并重合擠壓,得到需要的螺栓預緊力,所以需要考慮設置中shear and bending

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖5

5.動力松弛+螺栓預緊力

建立動力松弛,其中設置為隱式算法并加載螺栓預緊力

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖6

結果如下,可以看到兩側被擠壓,整體有微小的抖動,但是并不明顯,整體的應力比較穩定

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖7

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖8

6.靜力學+動力松弛方法加載預緊力

6.1靜力學計算

預緊力中載荷加載和靜力學相同,為切斷圓柱方式,按照常規方式在靜力學中加載螺栓預緊力100N,獲取靜力學的變形

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖9

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖10

6.2靜力變形+動力松弛

在lsdyna中讀取靜力學變形,再添加一個lsdyna模塊,將結果導入lsdyna,如圖所示。得到的結果只能是位移變形,這樣就能得到初始的預添加受力的變形了.

在添加一個動力松弛dynamic relaxation,選項設置為explicit after ansys solution,之后的設置為顯示動力學計算的設置收斂方法

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖11lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖12

計算的結構變形如圖所示,可以看到螺栓預緊導致的變形會有明顯的抖動,產生的應力也有明顯抖動,所以這種方法并不適用,建議采用beam方式加載螺栓預緊力

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖13

lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild的圖14

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