abaqus螺紋連接仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus螺紋連接仿真的視頻教程
ABAQUS-螺紋連接水壓滲透模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了密封螺紋連接在水壓力作用下的滲透。采用CAX4R單元，建立軸對稱模型，定義三個分析步，一是螺栓預(yù)緊載荷，二是位移載荷，三是水壓力載荷（600Mpa），輸出螺栓的應(yīng)力應(yīng)變云圖 ，水壓及接觸面積歷史曲線。
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ABAQUS鋼混組合結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)滯回加載/抗震性能仿真
鋼管混凝土柱/剪力墻和H型鋼梁連接的兩種節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行滯回加載； 演示建模全過程，保姆式建模； 解析各個步驟對模型的影響，ABAQUS的技巧與原理分析（建模不是死板的套公式）； 講解可能不收斂的原因以及解決方法（這里應(yīng)該是最困擾大家的地方了）； 后處理出圖，看完就能出數(shù)據(jù)出圖，達(dá)到SCI論文的要求；
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abaqus螺紋連接仿真的實(shí)例教程
仿真分析簡化3
01 引例說明
如圖所示法蘭結(jié)構(gòu)，螺栓M10，等級8.8，現(xiàn)在需要模擬其在受到軸向載荷F和扭轉(zhuǎn)載荷M作用下螺栓及法蘭的應(yīng)力分布以用于強(qiáng)度校核，螺栓預(yù)緊力P
不考慮螺紋細(xì)節(jié)，螺母與螺栓之間在對應(yīng)位置使用綁定接觸連接;螺栓頭部-被連接件，螺母端部-被連接件，被連接件之間均使用常規(guī)。
展開 各種螺紋及緊固件的連接形式統(tǒng)稱為螺紋連接[1]， 因其拆卸方便、可互換性強(qiáng)、成本低、安全可靠等優(yōu) 點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械設(shè)備零部件之間的連接和 緊固。螺紋連接質(zhì)量的好壞，對機(jī)械設(shè)備的整體性能 至關(guān)重要。松動是螺紋連接失效的主要形式之一，會 導(dǎo)致連接件之間的預(yù)緊力逐漸減小，從而產(chǎn)生異響、 泄露、疲勞斷裂等問題，引發(fā)重大事故[2-3]，因此開展螺 紋連接松動機(jī)理研究對工程實(shí)際具有十分重要的意義。
為了提高螺紋連接的防松性能，準(zhǔn)確分析螺紋松 動的微觀過程，國內(nèi)外學(xué)者通過有限元仿真技術(shù)進(jìn)行了大量研究[4-7]。研究表明，在螺紋連接中，預(yù)緊力的 降低早于螺紋面間的相對滑移，后者帶來的損害遠(yuǎn)大 于前者，因此研究螺栓松動過程中預(yù)緊力下降的變化 規(guī)律，是預(yù)防螺栓松動的可行方法[8-9]。同時，采用準(zhǔn) 確的螺紋連接建立力學(xué)模型，選擇有螺旋結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確 模型，有助于達(dá)到最佳仿真效果。
本文建立了螺紋連接結(jié)構(gòu)的精細(xì)有限元模型，采 用 Workbench 開展了螺紋松連接松動靜力學(xué)加載仿真 和瞬態(tài)動力學(xué)仿真，研究了螺紋連接松動的機(jī)理原因， 可以用于課堂演示及實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生直觀體驗(yàn)螺 紋連接松動的過程，激發(fā)學(xué)生深入分析事物運(yùn)行的潛 在規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解、掌握和綜合運(yùn) 用能力。
1 螺紋連接有限元模型的構(gòu)建
螺紋連接結(jié)構(gòu)由三部分組成：螺栓、螺母和被連 接件。在實(shí)體建模時，螺栓頭部和無螺紋的螺桿形狀 規(guī)則，只有螺紋段形狀復(fù)雜。且螺栓頭部的六邊形結(jié) 構(gòu)是為了方便施加扭矩以及預(yù)緊螺栓設(shè)計的，對螺栓 松動沒有影響，因此將螺栓頭部和螺母都簡化成圓柱 體。
展開 01 前言
前文通過一些實(shí)際現(xiàn)象應(yīng)該能夠讓大家認(rèn)識到：螺紋連接的力學(xué)行為比表面上看起來更加復(fù)雜，因此要使用數(shù)值仿真工具對其進(jìn)行合理地分析并不容易
但不幸的是，這種連接方式恰恰在實(shí)際中使用非常廣泛，并且很多時候出現(xiàn)在主傳力路徑上，因此進(jìn)行裝配體分析，不可避免需要與大量的螺紋連接打交道
雖然筆者目前對于螺紋連接的處理仍然存在一些困惑，但仍希望借文章形式就目前的部分想法和大家進(jìn)行交流和探討
內(nèi)容僅代表個人觀點(diǎn)，希望大家有選擇性地參考
02 簡化思路
為什么簡化？
有些小伙伴可能會困惑：“實(shí)體螺栓+接觸（不考慮螺紋）”多么完美的處理方式，還有必要簡化么？
展開 這部分內(nèi)容在下一篇文章中更新
來源于：仿真求知之路
從節(jié)點(diǎn)接觸反力來看，壓力并不是均勻的分布在接觸面上，而是兩端較大，中部相對小一些，也就是說具有邊緣效應(yīng)
對比模型
為了簡化上述非線性接觸，這里篩選了幾個常用的備選方案：
綁定接觸大家相對比較熟悉，表示接觸面既不發(fā)生分離也不發(fā)生滑移，類似于面-面的耦合，連接剛度由接觸面對綜合決定
Rbe2代表一種特殊的多點(diǎn)約束方式，不同求解器中叫法不同，比如simulation中叫“剛性”，ansys中叫“cerig”，abaqus中叫“coup_kin”，體現(xiàn)一種剛性的連接行為
Rbe3也代表一種特殊的多點(diǎn)約束方式，simulation中叫“分布”，ansys中叫“rbe3”，abaqus中叫“coup_dis”，體現(xiàn)一種柔性的連接行為
當(dāng)然，用來模擬綁定連接行為的方式還有很多，比如分布式的rbe2，分布式的rbe3，梁單元等等，本文僅對常用幾種進(jìn)行探討，在探討的過程中大家自然可以感受到為什么會有這么多方式
對比計算
行為區(qū)別
首先使用接觸面區(qū)域建立三種連接關(guān)系，對比施加同樣工況下被連接件的變形結(jié)果及趨勢：
通過被連接件整體變形可以得到：
①Rbe2剛化作用導(dǎo)致局部變形一致，與實(shí)際變形趨勢相差較大
②綁定接觸和Rbe3變形趨勢目測更加接近實(shí)際，但是影響的變形范圍存在差異
下面詳細(xì)提取被連接件表面變形數(shù)據(jù)：
通過變形曲線可以得到：
①不同連接方式差異主要體現(xiàn)在接觸區(qū)，接觸區(qū)外變形的相對誤差均在可接受范圍內(nèi)
②接觸區(qū)域變形程度：Rbe3＞實(shí)際接觸＞Bond＞Rbe2
為了更加量化去對比不同方式在接觸區(qū)域的差異，以接觸區(qū)域RMS變形作為接觸面等效壓縮變形
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[圖片]
導(dǎo)讀
作者：何佳龍，郭繼超，李雨露，李楊揚(yáng)，塔松霖 （吉林大學(xué) 機(jī)械與航空航天工程學(xué)院，吉林 長春 130022）
來源：《實(shí) 驗(yàn) 技 術(shù) 與 管 理》2022年10月
摘要：
01 前言
但不幸的是，這種連接方式恰恰在實(shí)際中使用非常廣泛，并且很多時候出現(xiàn)在主傳力路徑上，因此進(jìn)行裝配體分析，不可避免需要與大量的螺紋連接打交道。
02 簡化思路
現(xiàn)實(shí)生活中的常見的真實(shí)的連接件結(jié)構(gòu)，依靠大量的緊固件來進(jìn)行傳載，而且在緊固件的周圍，應(yīng)力分布十分復(fù)雜，并非傳統(tǒng)的簡單單軸單向受力的狀態(tài)，而是大多數(shù)為多軸多向受力狀態(tài)。傳統(tǒng)的仿真模型也多圍繞單軸加載來開展，并不能真實(shí)的模擬緊固件受多軸受力的狀態(tài)。本文基于ABAQUS有限元分析軟件，以搭接結(jié)構(gòu)為例，建立了十字形連接結(jié)構(gòu)的雙向拉伸仿真模型。
Abaqus螺栓連接（考慮螺栓預(yù)緊力）工字梁受力仿真案例講解
Abaqus螺栓連接工字梁受力仿真案例講解
來源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
螺栓連接是結(jié)構(gòu)連接的一種主要方式，在CAE分析中經(jīng)常遇到，針對不同的情況，通常我們會采取不同的方法來處理。螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實(shí)體的螺栓模型，包括螺紋結(jié)構(gòu)；
（2）建立三維實(shí)體的螺栓模型，忽略螺紋結(jié)構(gòu)；
（3）建立三維實(shí)體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設(shè)置螺紋接觸；
（4）利用梁單元或者桿單元模擬螺栓
ABAQUS應(yīng)用于設(shè)計院實(shí)際工程-鋼結(jié)構(gòu)懸挑托架焊縫連接模擬-強(qiáng)度仿真
通常情況下，如果網(wǎng)格處理合適，由于實(shí)體單元能夠體現(xiàn)的細(xì)節(jié)較梁板殼更多，因此計算結(jié)果精度理論上也更高。但是，最近梳理螺紋連接相關(guān)知識時，卻發(fā)現(xiàn)好像并不是如此，或者說，使用實(shí)體單元對螺栓進(jìn)行分析時，確實(shí)會遇到頗多問題
連接關(guān)系處理
參考模型
為了得到更加有價值的對比結(jié)果，我們構(gòu)造如下參考模型：
由于是對比螺栓與被連接件之間的接觸行為，因此挑選螺栓頭部與被連接件上表面作為典型接觸行為進(jìn)行探討，同時為了更好捕捉到接觸區(qū)域變形，該部分至少使用10層網(wǎng)格進(jìn)行離散
考慮到螺栓桿剛度對螺栓頭部變形有一定貢獻(xiàn)從而會影響接觸面行為
