固力的案例
【EDF開源CAE 】應用Code_Aster模擬核電閥門在熱沖擊下的熱力學響應
熱力學分析（左）與力學分析（右）中閥門附近的有限元網格劃分
在施加熱沖擊前，處于室溫20℃下12個螺栓的緊固力均為250kN。力學分析部分的模擬共歷時約17小時，其中僅考慮彈性狀態歷時約7小時，考慮彈塑性狀態歷時約10小時，兩種工作狀態下螺栓的緊固力隨時間的變化如圖7所示。雖然一次熱沖擊周期下兩種工作狀態所得到的結果相似（圖6），但針對試件殘余變形的分析，考慮其彈塑性工作狀態是必要的。
圖 6. 彈性與彈塑性工作狀態下螺栓的緊固力隨時間變化曲線
（紅色：彈性；綠色：彈塑性）
圖7為285℃à60℃階段t=350s時模型中的溫度場，此時第二次模擬得到的螺栓緊固力最小。我們注意到，在第一次模擬中，熱沖擊由底部開始，同時穿過閥帽和螺栓，二者的溫度變化可以說是同步的；在第二次模擬中，熱沖擊則由內部開始并向外擴散，在到達螺栓前先穿過閥體與閥帽之間的空隙并直接影響閥帽的溫度。第二次模擬還原了實驗中閥帽與螺栓熱膨脹延遲的現象，即在注入冷水階段螺栓松動，在注入熱水階段螺栓過緊。
圖 7. 模擬1（左）和模擬2（右）在冷水注入階段閥門處的溫度場
由于未考慮實驗中緊固力的離散誤差 ，數值模擬中6個螺栓緊固力的平均值較實驗值高約30kN。同時我們注意到，在（圖8）2016年進行的第二次模擬中，螺栓的緊固力在285℃→60℃（圖8左）與逆向的60℃→285℃（圖8右）過程中存在與實測結果相似的降低和升高趨勢。
圖 8. 實地實驗與兩次數值模擬中螺栓緊固力隨時間變化曲線
05
結論
1.
展開 塑膠件的結構設計：螺紋連接結構篇（中）
假設螺絲的斷裂強度是最大緊固力F，將數據代入公式10.5和10.6，可以得出圖10.39。從圖中可以看出，當發生應力低于100MPa時，螺絲柱外徑Do 應大于7mm。
圖 10.39 BOSS外徑與發生應力的關系
2）縱向裂紋校核
通過公式10.7可計算橫向斷裂。
在測定縱向斷裂的同等條件下，求得BOSS外徑與橫向發生應力之間的關系，如圖10.39所示。從圖中可以看出，當發生應力低于100MPa時，螺絲柱外Do徑應大于6mm。
以上緊固力的取值是以螺絲斷裂強度計算，實際應用中緊固力是小于斷裂強度，但考慮到由于注塑缺陷（熔接痕）或二次回收料會降低塑膠材料的彎曲模量等原因，螺絲柱外徑的取值建議為2~2.5倍螺絲公稱直徑（一般取2d，考慮外觀縮痕的情況可適當減小，并通過增加加強筋加強，較軟的材料可取2.5d）。
未完待續......
展開 塑膠件的結構設計：螺紋連接結構篇（上）
所以，在設計塑膠螺紋連接結構時，連接強度原則可以歸納為，在確保塑膠螺絲柱不發生滑牙、塑膠件不變性、螺絲不失效的情況下，獲得滿足連接要求的緊固力。
滑牙緊固力公式：
滑牙扭矩公式：
其中， τ ：剪切應力；σt：塑膠材料的拉伸屈服應力；Dp：螺絲中徑；r：螺絲中徑的一半；L：螺紋旋合深度；f1：螺紋與塑膠之間的摩擦系數；f2：螺絲頭底部與塑膠之間的摩擦系數；p：螺絲的螺距；S：安全系數（塑膠材料隨著時間的推移會發生一定的蠕變和應力松弛，拉伸屈服應力值會降低，比如，5年后降為初始值的1/3~1/2，所以S的取值為2、3等）。
松開時，由于，為作用在螺絲上的扭矩，作用于負方向，所以松開扭矩公式為：
經核算，松開扭矩約為擰緊扭矩的 80%。
根據公式可知，相同規格的自攻螺絲連接不同的塑膠材料，其滑牙緊固力、滑牙扭矩是不同的，因此，最終的緊固力和擰緊扭矩也應該有所不同。
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙緊固力性能
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙扭矩性能
自攻螺絲連接塑膠零件的擰緊扭矩必須小于其滑牙扭矩，考慮到實際塑膠零件材料的拉伸屈服應力還可能受到注塑成型工藝、熱應力、材料高溫降解、二次料等因素的影響，通常取擰緊扭矩Tα=Tr+X(Tf-Tr)，其中X取0.35~0.5。
圖中：Tr：攻牙扭矩；Tα：擰緊扭矩；Tf：滑牙扭矩
兩塑膠件之間的緊固力是確保連接裝配成功主要參數，但并非每次增加扭矩都能提高緊固力，決定螺絲緊固能力的因素還有很多:
a. 擰緊扭矩
: 施加在螺絲上的扭力是產生緊固力的關鍵。
b.
涂層摩擦系數
: 涂層摩擦系數越大，夾緊組件所需的扭矩就越小。
c.
展開 邊坡錨固結構及設計計算講解，信息量很大哦！
設計永久錨桿時，必須先進行錨桿基本試驗
，并避免錨固段布設在未經處理的下列土層中：
設計流程
以預應力錨桿為例，錨固工程設計主要包括錨固力(斜坡、擋墻、錨拉樁等)計算、錨桿布置及安設角度確定、錨桿桿體材料選擇及確定、錨桿結構設計、錨頭及防腐設計、整體穩定性驗算等內容。
邊坡錨固力計算
邊坡錨固力計算過程中，首先需按照規范確定邊坡設計安全系數，其次針對不同的破壞形式，計算單位長度邊坡所需的錨固力。邊坡錨固力計算可采用極限平衡法，但對于重要或復雜邊坡的錨固設計，宜同時采用極限平衡法與數值分析法。
對可能產生圓弧滑動的錨固邊坡，宜采用簡化畢肖普法、摩根斯坦-普賴斯法或簡布法計算，也可采用瑞典法計算；
對可能產生直線滑動的錨固邊坡，宜采用平面滑動面解析法計算；
對可能產生折線滑動的錨固邊坡，宜采用傳遞系數隱式解法、摩根斯坦-普賴斯法或薩瑪法計算；
對巖體結構復雜的錨固邊坡，可配合采用赤平極射投影法進行分析。
1) 單平面破壞模式
當邊坡存在一組出露于坡面的軟弱結構面，其走向與坡面走向近似，傾角小于坡面傾角、但大于弱面的內摩擦角，邊坡易產生單平面破壞，多出現在巖質邊坡中，通常分為坡頂有拉裂縫和無拉裂縫兩種情況。
展開 
質監站必查的28個工程資料問題，收藏備用！
填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告
1、檢查內容：填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告。
2、檢查樣本選?。褐步钣涗?、錨固力檢測報告各不少于1份。
3、檢查方法：檢查填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告。
4、評價判定原則：1、未按規范要求進行填充墻砌體植筋、未進行錨固力檢測的；2、填充墻砌體植筋記錄不規范、錨固力檢測報告不符合規范規定和設計要求的。判定為“不符合”。
5、依據：《砌體工程施工質量驗收規范（GB50203-2011）》第9.2.3條。
結構實體檢驗記錄
1、檢查內容：結構實體檢驗記錄。
2、檢查樣本選?。喝珨禉z查。
3、檢查方法：檢查結構實體檢驗記錄。
4、評價判定原則：1、未按規范要求進行結構實體檢驗；2、結構實體檢驗結果不符合規范規定和設計要求的。判定為“不符合”。
展開 芯片與散熱器之間的接觸熱阻的評估
接觸熱阻的評估，在風險評估和方案篩選階段可忽略，但在詳細設計計算時，必須慎重評估，不可忽略，可根據以前的仿真和實測的復盤，反推出接觸熱阻的大小，典型值可用0.3℃/W進行計算評估，具體跟平面度、粗糙度、緊固力和填充介質有關。
管道法蘭密封安裝注意事項
2.3.3 試壓校驗
管道試壓是檢驗法蘭密封性能的一個重要手 段，在試壓過程中要著重檢查每對法蘭的密封性 能，確保法蘭無泄漏；試壓過程的法蘭密封性能檢 驗要做到以下幾點：
1）若發現法蘭有泄漏，嚴禁帶壓緊固，檢查好 泄漏點，做好標記，泄壓后進行處理；
2）泄壓后，復核法蘭平行度和螺栓的緊固力 矩，如若平行度不符，松開張口端對面的螺栓，重 新進行調整法蘭平行度，并按照螺栓緊固步驟重 新進行緊固；如若只是螺栓力矩不滿足要求，可以 直接按照目標力矩進行緊固；
3）法蘭調整后，再重新進行試壓檢驗，再次試 驗以不泄漏為合格，并重新對法蘭螺栓進行標記；若還有泄漏，必須泄壓后打開法蘭，檢查法蘭密封 面及墊片，更換新的墊片，法蘭密封面若是損壞， 進行更換或者在線修復，缺陷消除后，再次試壓檢 驗，直到校驗合格后，對法蘭螺栓進行標記。
3 結束語
根據上述理論和數據分析可看出管道法蘭管 理是一個系統性工程，將涉及法蘭密封效果的相 關因素綜合考慮，包括法蘭組對、密封面狀況、密 封墊片質量、螺栓正確使用與扭矩值控制、工藝操 作條件變化等。只有通過嚴格過程管控，加強材料 管理并且嚴格控制緊固載荷，才能有效的避免法 蘭可能出現的泄漏風險。
文章來源：化工設備與機械
展開 塑料件加工的壁厚對質量的影響有多大？
塑料件加工的壁厚對質量影響很大.壁厚過小時,流動阻力大,大型復雜的塑料件就難以充滿型腔.塑料件加工壁厚的最小尺寸應當滿足以下幾個方面的要求:
1、具有足夠的強度和剛度;
2、脫模時能經受脫模機構的沖擊和震動;
3、裝配時能承受緊固力.
注塑加工廠規定有最小壁厚值,因塑料件品種、牌號及制品大小的不同而有所差異.塑料件加工中壁厚過大不僅浪費原料,對熱固性塑料成型加工來說,還增加了模壓的時間,并且容易造成固化不完全;而對熱塑性塑料來說,則增加了冷卻時間.另外還會影響塑料件加工的質量,同一注塑件的壁厚應盡可能均勻一致,否則會因為冷卻和固化速度不均產生附加應力.
合理的確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求：包括零件的強度、質量成本、電氣性能、尺寸穩定性以及裝配等各項要求，一般壁厚都有經驗值，參考類似即可確定 (如熨斗一般壁厚2mm，吸塵器大體為2.5mm)，其中注意點如下：
a、塑件壁厚應盡量均勻，避免太薄、太厚及壁厚突變，若塑件要求必須有壁厚變化，應采用漸變或圓弧過渡，否則會因引起收縮不均勻使塑件變形、影響塑件強度、影響注塑時流動性等成型工藝問題。
b、塑件壁厚一般在1—5mm范圍內。而最常用的數值為2—3mm。
展開 ABAQUS創建螺栓載荷
螺栓載荷建立緊固力或長度調整模型，如圖所示，容器A是由螺栓預緊力壓在蓋子上來密封的，中間有一墊子。
ABAQUS可以在第一個分析步中施加螺栓載荷來建立緊固螺栓內的拉力，方式是集中力或規定長度的改變，可以在螺栓橫截面上施加載荷。后續分析步中可以防止螺栓長度的進一步改變，以使相對于裝配件內的其他載荷，螺栓是作為標準的變形組件存在。
當創建螺栓載荷，必須指定：定義螺栓橫截面的面ABAQUS/CAE中螺栓載荷施加在橫截面上。該面必須切斷螺栓幾何。ABAQUS/CAE 在該位置創建一個“內部”面。如果是內部創建的或導入的螺栓實例，通常將螺栓在需要的位置分割開是很必要的。如圖。
如果是一個孤立網格，必須通過選擇單元面來定義橫截面。如圖
注意：只可以施加螺栓載荷在三維實體、二維實體和三維線框上。不支持二維和軸對稱線框。 螺栓軸線 如果定義螺栓載荷在一實體區域上，必須選擇基準軸或基準坐標系的一個軸來定義螺栓軸線(如果不是垂直于橫截面)。如果在線框區域定義螺栓載荷，螺栓軸線總是被假定為橫截面處的線框切向。ABAQUS/CAE使用定義的橫截面和螺栓軸線來定義預緊截面數據，還有一個預緊參考節點。 施加載荷的方法 當創建螺栓載荷時，必須選擇下列方法之一：[url=](1)施加力在螺栓上。該方法創建緊固螺栓來承受指定載荷。(2)調整螺栓長度。該方法創建緊固螺栓直到其自由長度由指定值改變。(3)固定螺栓的當前長度。該方法僅當已經在第一個分析步中創建了螺栓而且當前正在隨后的分析步中編輯它才可用。該方法允許螺栓長度保持不變以使螺栓中的力根據模型的響應來改變。所選方法的大小 如果施加力給螺栓，必須輸入力的大?。蝗绻{整螺栓長度，必須輸入長度改變值。只可以在第一個分析步創建螺栓載荷，但可以在隨后分析步中更改載荷方法或載荷大小。
展開 三維邊坡格構錨固加固效果數值模擬評價 ￥59
在我們實際邊坡防治方案設計中，往往只考慮錨桿或錨索的錨固力，而忽略了格構梁的計算。格構梁的內力計算較為復雜，特別是在巖土體+錨桿+格構梁整體相互作用下，很多問題只能簡化。
為了較為全面地探究三維格構錨固方案的防治效果，本期采用有限元數值方法，對三維邊坡格構錨固方案的加固效果進行數值模擬評價。方案見圖1和圖2，坡高15m，預應力錨桿垂直間距2.5m，水平間距2.5m，剖面上布置5根錨桿，12m和15m長短相間布置。格構梁截面尺寸為0.3×0.3m，頂梁和底梁不布置錨桿。
圖1 邊坡格構錨固加固方案
圖2 三維格構錨固方案數值建模
圖3 模型網格劃分
首先，在邊坡加固前，進行自重力計算，得到邊坡的位移和塑性應變云圖，如圖4和圖5所示。從塑性應變來看，在自重作用下，該邊坡中、前部出現明顯的塑性破壞，形成明顯的滑動面。
圖4 加固前自重位移
圖5 加固前自重塑性應變
在經過格構錨固方案加固后，自重作用下的邊坡位移和塑性應變云圖如圖6和圖7所示。從加固后的塑性破壞區來看，相較于加固前，塑性區明顯縮小，主要集中在坡腳局部范圍處。該處塑性應變還包括格構梁自重對坡腳土體的作用。從上述對比分析可知，格構錨固加固后，邊坡穩定性有了明顯提高。此處暫沒有進一步利用強度折減法計算加固前后的穩定系數。
圖6 加固后自重位移
圖7 加固后自重塑性應變
展開 使用Abaqus創建螺栓載荷的方法
1)理解螺栓載荷
螺栓載荷建立緊固力或長度調整模型，如圖9所示，容器A是由螺栓預緊力壓在蓋子上來密封的，中間有一墊子。
可以在第一個分析步中施加螺栓載荷來建立緊固螺栓內的拉力，方式是集中力或規定長度的改變，可以在螺栓橫截面上施加載荷。后續分析步中可以防止螺栓長度的進一步改變，以使相對于裝配件內的其他載荷，螺栓是作為標準的變形組件存在。
當創建螺栓載荷，必須指定：
定義螺栓橫截面的面
ABAQUS/CAE施加螺栓載荷在橫截面上。該面必須切斷螺栓幾何。ABAQUS/CAE 在該位置創建一個“內部”面。
如果你正面對內部創建的或導入的螺栓實例，通常將螺栓在需要的位置分割開是很必要的。如圖10。
如果你正面對一個孤立網格，必須通過選擇單元面來定義橫截面。如圖11。
注意：只可以施加螺栓載荷在三維實體、二維實體和三維線框上。不支持二維和軸對稱線框。
螺栓軸線
如果定義螺栓載荷在一實體區域上，必須選擇基準軸或基準坐標系的一個軸來定義螺栓軸線(如果不是垂直于橫截面)。如果在線框區域定義螺栓載荷，螺栓軸線總是被假定為橫截面處的線框切向。
ABAQUS/CAE使用定義的橫截面和螺栓軸線來定義預緊截面數據，還有一個預緊參考節點。
施加載荷的方法
當創建螺栓載荷，必須選擇下列方法之一：
l 施加力在螺栓上。該方法創建緊固螺栓來承受指定載荷。
l 調整螺栓長度。該方法創建緊固螺栓直到其自由長度由指定值改變。
l 固定螺栓的當前長度。該方法僅當已經在第一個分析步中創建了螺栓而且當前正在隨后的分析步中編輯它才可用。該方法允許螺栓長度保持不變以使螺栓中的力根據模型的響應來改變。
所選方法的大小
如果施加力給螺栓，必須輸入力的大小；如果調整螺栓長度，必須輸入長度改變值。
展開 
【轉】使用Abaqus創建螺栓載荷的方法
1)理解螺栓載荷
螺栓載荷建立緊固力或長度調整模型，如圖9所示，容器A是由螺栓預緊力壓在蓋子上來密封的，中間有一墊子。
可以在第一個分析步中施加螺栓載荷來建立緊固螺栓內的拉力，方式是集中力或規定長度的改變，可以在螺栓橫截面上施加載荷。后續分析步中可以防止螺栓長度的進一步改變，以使相對于裝配件內的其他載荷，螺栓是作為標準的變形組件存在。
當創建螺栓載荷，必須指定：
定義螺栓橫截面的面
ABAQUS/CAE施加螺栓載荷在橫截面上。該面必須切斷螺栓幾何。ABAQUS/CAE 在該位置創建一個“內部”面。
如果你正面對內部創建的或導入的螺栓實例，通常將螺栓在需要的位置分割開是很必要的。如圖10。
如果你正面對一個孤立網格，必須通過選擇單元面來定義橫截面。如圖11。
注意：只可以施加螺栓載荷在三維實體、二維實體和三維線框上。不支持二維和軸對稱線框。
螺栓軸線
如果定義螺栓載荷在一實體區域上，必須選擇基準軸或基準坐標系的一個軸來定義螺栓軸線(如果不是垂直于橫截面)。如果在線框區域定義螺栓載荷，螺栓軸線總是被假定為橫截面處的線框切向。
ABAQUS/CAE使用定義的橫截面和螺栓軸線來定義預緊截面數據，還有一個預緊參考節點。
施加載荷的方法
當創建螺栓載荷，必須選擇下列方法之一：
l 施加力在螺栓上。該方法創建緊固螺栓來承受指定載荷。
l 調整螺栓長度。該方法創建緊固螺栓直到其自由長度由指定值改變。
l 固定螺栓的當前長度。該方法僅當已經在第一個分析步中創建了螺栓而且當前正在隨后的分析步中編輯它才可用。該方法允許螺栓長度保持不變以使螺栓中的力根據模型的響應來改變。
所選方法的大小
如果施加力給螺栓，必須輸入力的大?。蝗绻{整螺栓長度，必須輸入長度改變值。
展開 預緊力螺栓Pre-tension_abaqus_by_gy
輸入文件模板
*HEADING
定義裝配載荷，例子使用的是實體單元
…
*NODE
可選定義預緊節點
*SURFACE,NAME=名字
數據行：指定單元和相應的面來定義預緊截面
*PRE-TENSION SECTION,SURFACE=名字,NODE=預緊節點
**
*STEP
** 預緊截面的使用
*STATIC
控制時間增量步的數據行
*CLOAD
預緊節點,1,預緊力的值
或者
*BOUNDARY,AMPLITUDE=amplitude
預緊節點, 1, 1,緊固調整
*END STEP
*STEP
**保持緊固調整并施加新的載荷
*STATIC 或 *DYNAMIC
控制時間增量步的數據行
*BOUNDARY,FIXED
pre-tension_node, 1, 1
*BOUNDARY
定義其他邊界條件的數據行
*CLOAD 或 *DLOAD
定義其他載荷條件的數據行
…
*END STEP
創建螺栓載荷
1)理解螺栓載荷
螺栓載荷建立緊固力或長度調整模型，如圖9所示，容器A是由螺栓預緊力壓在蓋子上來密封的，中間有一墊子。
圖9 預緊螺栓載荷
可以在第一個分析步中施加螺栓載荷來建立緊固螺栓內的拉力，方式是集中力或規定長度的改變，可以在螺栓橫截面上施加載荷。后續分析步中可以防止螺栓長度的進一步改變，以使相對于裝配件內的其他載荷，螺栓是作為標準的變形組件存在。
當創建螺栓載荷，必須指定：
定義螺栓橫截面的面
ABAQUS/CAE施加螺栓載荷在橫截面上。該面必須切斷螺栓幾何。ABAQUS/CAE 在該位置創建一個“內部”面。
如果你正面對內部創建的或導入的螺栓實例，通常將螺栓在需要的位置分割開是很必要的。如圖10。
展開 流固耦合（FESIM有限元分析）
當計算軟件系由固力計算程序與流力計算軟程序結合而成時，就采用此種分析法。 有些文獻作較嚴格的定義，稱此法并非耦合(uncoupled)分析，僅能稱為流固互制分析
2）雙向耦合。將所有之流固耦合相關的參數、邊界與荷載等均融入流場與固體所共享之控制方程式組內，再采用數值計算法，求解耦合的(coupled)聯立方程式，故作較嚴格定義的文獻認為此法才是真正的流固耦合分析。此種方式雖最完整，但難度也最高，故使用者最少。
汽車零部件注塑模具設計資料
下面以汽車上的一個零件為例介紹一下本次課程設計的設計過程
(1)創建塑料件模型（也稱為三維造型）
其中在建立三維零件圖時應該注意以下事項
1）制件的壁厚確定應合理
1.在滿足使用要求的前提下，盡量減小壁厚；
2.制件的各部位壁厚盡量均勻，以減小內應力和變形；
3.承受緊固力部位必須保證壓縮強度；
4.避免過厚部位產生縮孔和凹陷；
5.成型頂出時能承受沖擊力的沖擊。
2）必須設置必要的脫模斜度
1．對于收縮率大的塑料制件應選用較大的脫模斜度；
2．對于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件應采用較小的脫模斜度；
3．制件壁厚較厚時，成型收縮增大，因此脫模斜度應取大；
4．對于增強塑料脫模斜度宜取大；
5．含自潤滑劑等易脫模塑料可取小；
6．一般情況下脫模斜度不包括在制件公差范圍內。
展開 