1、預緊扭矩與預緊力的關(guān)系

預緊力Qp 的數(shù)值應根據(jù)載荷性質(zhì)、連接剛度等條件確定,在使用中所施加的預緊力是由旋緊螺帽所施加的扭矩T 給出，T 可以使用測力扳手在旋緊螺帽時測出;擰緊力矩T 等于螺旋副間的摩擦阻力矩T1和螺母環(huán)形端面與被連接件（或墊圈）支承面間的摩擦阻力矩T2 之和，即

螺旋副間的摩擦力矩為

螺母與支承面間的摩擦力矩為：

2、預緊力的施加原理-預緊單元

1）當你要建模一個螺栓結(jié)構(gòu)時，重要的一點是要在螺栓中考慮由于擰緊螺栓 所產(chǎn)生的預拉伸（或預載荷）。

程序提供了為模擬螺栓預緊提供了方便的方法

-自動在螺栓體網(wǎng)格模型中部截面節(jié)點上斷開連接（只支持3D實體或線體）；

-通過約束方程重新連接這些節(jié)點；

-使用約束方程定義一個數(shù)學位移，用于表示產(chǎn)生用戶定義的預載荷。

2）預緊單元的特性：

-同一預緊單元集通過

“section”進行識別

-為3D線單元，像鉤子一樣連 接螺栓的兩部分

-節(jié)點I，J分別為其兩個端點， 同常其位置上是重疊的

-節(jié)點K為預緊節(jié)點

-位置可以是任意的

-只有一個UX自由度

-用于定義預載荷，可以是FX方向的力或UX方向的位移

3）預拉伸載荷應用

螺栓預拉伸載荷可以施加在圓柱面，直線體，單獨的3D體，或多個3D體上

-施加于圓柱面的螺栓載荷默認的方向為圓柱體的軸線方向

-施加于線體的螺栓載荷作用方向總是和線體平行

-如果要對一個3D體施加螺栓預拉伸載荷，需要先創(chuàng)建一個局部坐標系

-螺栓載荷將作用于局部坐標系原點位置，方向與其z軸相同

-螺栓載荷將作用于局部坐標系原點位置，方向與其z軸相同

-局部坐標系系可以放置在體的任意位置，但是要注意修改其z軸方向與預拉伸方向一致當一個真實的螺栓受到預緊作用時：

-轉(zhuǎn)動螺母將減少螺栓受拉段得長度，從而產(chǎn)生預拉伸

-當達到希望的預拉時，移除擰緊力，受拉段得長度被“鎖死”  典型的程序預拉伸載荷過程如下

-首先，在一個載荷步施加指定的預拉伸（一般是指定預拉力）

-然后在后續(xù)載荷步中鎖定預拉伸界面的位移（鎖定縮短的拉伸長度）

-當所有螺栓受到預緊并鎖定后，再在最后的載荷步施加其它的載荷

 

3、預緊力的類型及施加方法

下面是螺栓預拉伸對象Detail窗口中Define by選項可以設(shè)置的選項。

Load-施加一個力作為預載荷。顯示一個載荷輸入 口，由用戶輸入以力單位的形式輸入一個力值

Adjustment：施加一個長度作為預調(diào)整，例如建立 數(shù)圈螺紋，顯示一個Adjustment輸入口，由用戶輸 入以長度單位的形式輸入一個位移調(diào)整值。

Lock-固定所有位移，可以在除了第一個載荷步以 外任何一個載荷步中設(shè)置

Open-使用該選項設(shè)置螺栓預拉伸載荷為Open，  使該載荷在該步不起作用

注意為了避免有欠約束條件導致的收斂問題，會施加一個小載荷（所有載荷中最大載荷的0.01%）。任何載荷步都可使用Opent 設(shè)置

1）如果在同一個面上多次施加預載荷，那么除了第一個，其它的預載荷都會被忽略

保證施加預載荷的面或體上有足夠好的網(wǎng)格，其網(wǎng)格才能沿軸線方向正確的切分開（也就是，至少在長度方向要有2個單元）用多個劈分面模擬一個螺栓預拉伸時（比如，分成兩半的圓柱面），只能施加一個螺栓預拉伸載荷到其中一個劈分面上，因為螺栓預拉伸載荷會整個圓柱面切分開（即使只選擇了圓柱面的一部分）

2）在對包含綁定接觸的圓柱面施加螺栓預拉伸載荷時，需要小心使用有可能出現(xiàn)施加螺栓預拉伸載荷到包含綁定接觸的圓柱面上后，綁定接觸會阻止螺栓預拉伸變形的情況。

螺栓預拉伸載荷需要施加在包含體積的圓柱面上（也就是，不能對孔施加螺栓預拉伸載荷）通過3D體和局部坐標系定義螺栓載荷時也須注意，整個體是沿著局部坐標系XY平面切分開的。

3）指定對象

螺栓預緊載荷可以指定1個或更多的體作為作用對象。這種情況下，所有被指定的體都會被切分開對多體部件構(gòu)成的一個螺栓，也只需創(chuàng)建一個螺栓預緊載荷對象，如下圖所示，這時構(gòu)成螺栓多個體都會被切分開。

4）螺栓預緊反力

在后處理中使用Probe tool可以提取螺栓預緊結(jié)果信息

5）螺栓預緊單元可視化

PRE179號螺栓預緊單元實際上只是約束方程，可以如下步驟將這些約束顯 示在FE模型上

選擇Solution Information分支，在Details窗口中，設(shè)置FE

Connection Visibility

Activate Visibility =“Yes”  Display = “All FE Connectors”

6）求解器輸出中也列出每個螺栓預緊界面重要預緊設(shè)置的概覽信息

4、通過Joint技術(shù)實現(xiàn)螺栓預緊

在某些大變形的情況下，螺栓本身會產(chǎn)生大轉(zhuǎn)動時，約束方程可能就不能產(chǎn)生好的效果了。這種情況下可以考慮使用Joint技術(shù)中的螺栓預緊選項

-支持預拉和預扭載荷下的大轉(zhuǎn)動

-支持后續(xù)載荷步的鎖定

-預載荷螺栓需要在分析之前進行切分

-切分開的兩個面使用 cylinderjoint連接起來

-預拉載荷通過Joint Load施加（FJ，F(xiàn)Z）

-載荷可以通過DJ,,UZ,%_FIX%和  DJ,,ROTZ,%FIX%進行鎖定

通過Joint技術(shù)實現(xiàn)螺栓預緊