abaqus計算螺紋的案例
螺紋保證載荷計算/螺紋軸向連接強度計算（根據ISO/TR 16224-2012和VDI 2230） ￥21.4
螺紋保證載荷計算/螺紋軸向連接強度計算（根據ISO/TR 16224-2012和VDI 2230）
螺紋量規的基本知識及各種螺紋的計算公式收集！
如果我國廣大技術人員能夠盡快學習和掌握這套螺紋檢測體系技術，我國的螺紋產品質量將會迅速提高，擺脫粗糙螺紋生產的局面。 -
從美國螺紋檢測體系還可以學到美國一些先進螺紋加工技術。例如，利用差示指示量規檢測技術，可以提高機床和刀具的調整精度，加工出接近理論正確尺寸的螺紋。同時，刀具的壽命也會有所增加。
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一、 60°牙型的外螺紋中徑計算及公差（國標GB 197/196）
a. 中徑基本尺寸計算：螺紋中徑的基本尺寸=螺紋大徑-螺距×系數值。
公式表示：d/D-P×0.6495
例：外螺紋M8螺紋中徑的計算
8-1.25×0.6495=8-0.8119≈7.188
b. 常用的6h外螺紋中徑公差(以螺距為基準)。
上限值為“0”，下限值為P0.8-0.095、P1.00-0.112、P1.25-0.118、P1.5-0.132、P1.75-0.150、P2.0-0.16、P2.5-0.17
上限計算公式即基本尺寸，下限值計算公式d2-hes-Td2即中徑基本尺寸-偏差-公差。
M8的6h級中徑公差值：上限值7.188；下限值：7.188-0.118=7.07。
C. 常用的6g級外螺紋中徑基本偏差: (以螺距為基準)。
展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
在實際情況下，很多結構都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對連接螺栓的分析計算是個難點。目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
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6g級外螺紋的基準偏差(以螺距為基準)
P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034
P2.0-0.038 P2.5-0.042
上限計算公式 d-ges 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差
下限計算公式 d-ges－Td 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差-公差
例：M8 外螺紋6g級大徑 上限值φ8-0.028=φ7.972。
下限值φ8-0.028-0.212=φ7.76
注：①螺紋的大徑是由螺紋光桿坯徑及搓絲板/滾絲輪的牙型磨損程度來決定的，而且其數值在同樣毛坯及螺紋加工工具的基礎上與螺紋中徑成反比出現即中徑小則大徑大，反之中徑大則大徑小。
②對需進行熱處理和表面處理等加工的零件，考慮到加工過程的關系實際生產時應將螺紋大徑控制在6h級的下限值加0.04mm以上，如M8的外螺紋在搓(滾)絲的大徑應保證在φ7.83以上和7.95以下為宜。
四、 內螺紋小徑的計算與公差
a. 內螺紋小徑的基本尺寸計算(D1)。
螺紋小徑基本尺寸=內螺紋基本尺寸-螺距×系數
例：內螺紋M8的小徑基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647
b. 內螺紋6H級的小徑公差(以螺距為基準)及小徑值計算。
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一、 60°牙型的外螺紋中徑計算及公差（國標GB 197/196）
a. 中徑基本尺寸計算：螺紋中徑的基本尺寸=螺紋大徑-螺距×系數值。
公式表示：d/D-P×0.6495
例：外螺紋M8螺紋中徑的計算
8-1.25×0.6495=8-0.8119≈7.188
b. 常用的6h外螺紋中徑公差(以螺距為基準)。
上限值為“0”，下限值為P0.8-0.095、P1.00-0.112、P1.25-0.118、P1.5-0.132、P1.75-0.150、P2.0-0.16、P2.5-0.17
上限計算公式即基本尺寸，下限值計算公式d2-hes-Td2即中徑基本尺寸-偏差-公差。
M8的6h級中徑公差值：上限值7.188；下限值：7.188-0.118=7.07。
C. 常用的6g級外螺紋中徑基本偏差: (以螺距為基準)。
P0.80-0.024、P 1.00-0.026、P1.25-0.028、P1.5-0.032、P1.75-0.034、P2-0.038、P2.5-0.042
上限值計算公式d2-ges即基本尺寸-偏差
下限值計算公式d2-ges-Td2即基本尺寸-偏差-公差
例M8的6g級中徑公差值：上限值：7.188-0.028=7.16 下限值:7.188-0.028-0.118=7.042。
注：①以上的螺紋公差是以粗牙為準，對細牙的螺紋公差相應有些變化，但均只是公差變大，所以按此控制不會越出規范界限，故在上述中未一一標出。
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大徑下限計算公式：d-Td 即螺紋大徑基本尺寸-公差。
c. 外螺紋6g級大徑的計算與公差。
6g級外螺紋的基準偏差(以螺距為基準)
P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034
P2.0-0.038 P2.5-0.042
上限計算公式 d-ges 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差
下限計算公式 d-ges－Td 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差-公差
四、 內螺紋小徑的計算與公差
a. 內螺紋小徑的基本尺寸計算(D1)。
螺紋小徑基本尺寸=內螺紋基本尺寸-螺距×系數
b. 內螺紋6H級的小徑公差(以螺距為基準)及小徑值計算。
P0.8 +0. 2 P1.0 +0. 236 P1.25 +0.265 P1.5 +0.3 P1.75 +0.335
P2.0 +0.375 P2.5 +0.48
內螺紋6H級的下限偏差公式D1+HE1即內螺紋小徑基本尺寸+偏差。
注：6H級的下偏值為“0”
內螺紋6H級的上限值計算公式=D1+HE1+TD1即內螺紋小徑基本尺寸+偏差+公差。
c. 內螺紋6G級的小徑基本偏差(以螺距為基準)及小徑值計算。
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vc = 切削速度 (m/min)
ap = 總的螺紋深度 (mm)
nap = 總的螺紋深度 (mm)
t.p.i. = 每英寸螺紋數
進給量 = 螺距
2、普通螺紋牙型
一、60°牙型的外螺紋中徑計算及公差（國標GB197/196）
a.中徑基本尺寸計算
螺紋中徑的基本尺寸=螺紋大徑-螺距×系數值。
公式表示：d/D-P×0.6495
二、60°內螺紋中徑計算及公差(GB197/196)
a.6H級螺紋中徑公差(以螺距為基準)
上限值：
P0.8+0.125P1.00+0.150P1.25+0.16P1.5+0.180
P1.25+0.00P2.0+0.212P2.5+0.224
下限值為”0”，
上限值計算公式2+TD2即基本尺寸+公差。
例M8-6H內螺紋中徑為：7.188+0.160=7.348上限值：7.188為下限值。
b.內螺紋的中徑基本尺寸計算公式與外螺紋相同
即D2=D-P×0.6495即內螺紋中徑等于螺紋大徑-螺距×系數值。
c.6G級螺紋中徑基本偏差E1(以螺距為基準)
P0.8+0.024P1.00+0.026P1.25+0.028P1.5+0.032
P1.75+0.034P1.00+0.026P2.5+0.042
三、外螺紋大徑的計算及公差(GB197/196)
a.外螺紋的6h大徑上限值
即螺紋直徑值例M8為φ8.00上限值公差為”0”。
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兩種特殊的方法使用
1 shrink——自動解決兩個接觸表面的過盈干涉
——只在第一步分析步中可以設置，而且不能用于自接觸
2 pressure——有效解決壓力穿透問題
——先設置壓力穿透接觸，在達到100Pa壓強時停止穿透量的增加
分析步的設置
1 消除初始過盈，建立接觸
要點——分析步給多，讓接觸逐步建立起來
——接觸的設置過程中，將“interference fit”進行調整
2 改變接觸表面的摩擦系數（由0到0.1）
要點——更改接觸屬性，建立摩擦
3 加入壓力穿透條件，限制變形量
要點——對接觸屬性進行進一步加強
——加入管道壓力pressure
——pressure的值與fluid pressure一致
4 對管道連接進行強制拉伸
要點——修改位移邊界條件
最后的接觸力變化結果如下
小結
1 螺紋連接被廣泛的應用在管道連接等工業上，它們必須要能夠承受像大范圍的力值變化等各種情況：螺紋嚙合力、扭矩、彎矩、軸向抽出力、內部壓力、過載條件、流體泄露等；
2 考慮問題的時候要全面，除了螺栓預緊力之外，初始的過盈、逐步接觸時的壓力穿透、內外的強制壓力，軸向的拉拔力等都要考慮在內；
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6g級外螺紋的基準偏差（以螺距為基準）
P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034
P2.0-0.038 P2.5-0.042
上限計算公式 d-ges 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差
下限計算公式 d-ges－Td 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差-公差
4、內螺紋小徑的計算與公差
a. 內螺紋小徑的基本尺寸計算（D1）。
螺紋小徑基本尺寸=內螺紋基本尺寸-螺距×系數
例：內螺紋M8的小徑基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647
b. 內螺紋6H級的小徑公差（以螺距為基準）及小徑值計算。
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三角螺紋計算公式--(大,中,小)徑
計算公式如下:
螺 距 P
原始三角形高度 H=0.866P
牙高(工作高度) H=0.5413P
內 螺 紋 大 徑 D--內螺紋公稱直徑
外 螺 紋 大 徑 d--外螺紋公稱直徑
內 螺 紋 中 徑 D=D-0.6495P
外 螺 紋 中 徑 d=d-0.6495P
內 螺 紋 小 徑 D=D-1.0825P
外 螺 紋 小 徑 d=d-1.0825P
螺紋的加工和計算
紋的種類
名稱 標注方式 說明
公制螺紋(MM牙)
牙深=0.6495*牙距P
(牙角60度)
內牙孔徑=
公稱直徑-1.0825*P
M20x2.5-6H/7g (右手)-(單頭螺紋)-(公制粗牙)
(公稱直徑20mm) (牙距2.5mm)
(內螺紋配合等級6H)
(外螺紋配合等級7g)
左-雙頭-M20x1.5 (左手)-(雙頭螺紋)-(公制細牙)
(公稱直徑20mm) (牙距1.5mm)
美制螺紋
(統一標準螺紋)
牙深=
0.6495*(25.4/每吋牙數)
(牙角60度)
3/4-10UNC-2A
(UNC粗牙)(UNF細牙)
(1A 2A 3A 外牙公差配合等級)
(1B 2B 3B 內牙公差配合等級)
UNC美制統一標準 粗牙螺紋
外徑3/4英吋,每英吋10牙
外牙 2級公差配合
管螺紋(英制PT)
牙深=
0.6403*(25.4/每吋牙數)
(牙角55度)
PT 3/4-14 (錐度管螺紋) 錐度管螺紋,錐度比1/16
3/4英吋管用,每英吋14牙
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6g級外螺紋的基準偏差(以螺距為基準)
P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034
P2.0-0.038 P2.5-0.042
上限計算公式 d-ges 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差
下限計算公式 d-ges－Td 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差-公差
例：M8 外螺紋6g級大徑 上限值φ8-0.028=φ7.972。
下限值φ8-0.028-0.212=φ7.76
注：①螺紋的大徑是由螺紋光桿坯徑及搓絲板/滾絲輪的牙型磨損程度來決定的，而且其數值在同樣毛坯及螺紋加工工具的基礎上與螺紋中徑成反比出現即中徑小則大徑大，反之中徑大則大徑小。
②對需進行熱處理和表面處理等加工的零件，考慮到加工過程的關系實際生產時應將螺紋大徑控制在6h級的下限值加0.04mm以上，如M8的外螺紋在搓(滾)絲的大徑應保證在φ7.83以上和7.95以下為宜。
四、 內螺紋小徑的計算與公差
a. 內螺紋小徑的基本尺寸計算(D1)。
螺紋小徑基本尺寸=內螺紋基本尺寸-螺距×系數
例：內螺紋M8的小徑基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647
b. 內螺紋6H級的小徑公差(以螺距為基準)及小徑值計算。
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螺紋計算公式，直接套用！
公式表示：d/D-P×0.6495
二、60°內螺紋中徑計算及公差(GB197/196)
a.6H級螺紋中徑公差(以螺距為基準)
上限值：
P0.8+0.125P1.00+0.150P1.25+0.16P1.5+0.180
P1.25+0.00P2.0+0.212P2.5+0.224
下限值為”0”，
上限值計算公式2+TD2即基本尺寸+公差。
例M8-6H內螺紋中徑為：7.188+0.160=7.348上限值：7.188為下限值。
b.內螺紋的中徑基本尺寸計算公式與外螺紋相同
即D2=D-P×0.6495即內螺紋中徑等于螺紋大徑-螺距×系數值。
c.6G級螺紋中徑基本偏差E1(以螺距為基準)
P0.8+0.024P1.00+0.026P1.25+0.028P1.5+0.032
P1.75+0.034P1.00+0.026P2.5+0.042
三、外螺紋大徑的計算及公差(GB197/196)
a.外螺紋的6h大徑上限值
即螺紋直徑值例M8為φ8.00上限值公差為”0”。
b.外螺紋的6h級大徑下限值公差(以螺距為基準)
P0.8-0.15P1.00-0.18P1.25-0.212P1.5-0.236P1.75-0.265
P2.0-0.28P2.5-0.335
大徑下限計算公式：d-Td即螺紋大徑基本尺寸-公差。
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例：6G級M8內螺紋小徑的下限值6.647+0.028=6.675
6G級M8內螺紋小徑的上限值公式D1+GE1+TD1即內螺紋基本尺寸+偏差+公差。
例：6G級M8內螺紋小徑的上限值是6.647+0.028+0.265=6.94
注：①內螺紋的牙高直接關系到內螺紋的承載力矩的大小，故在毛坯生產中應盡量在其6H級上限值以內。
②在內螺紋的加工過程中，內螺紋小徑越小會給加工具——絲錐的使用效益有所影響.從使用的角度講是小徑越小越好，但綜合考慮時一般采用小徑的在中限至上限值之間，如果是鑄鐵或鋁件時應采用小徑的下限值至中限值之間。
③內螺紋6G級的小徑在毛坯生產中可按6H級執行，其精度等級主要考慮螺紋中徑的鍍層，故只在螺紋加工時考慮絲錐的中徑尺寸而不必考慮光孔的小徑。
五、分度頭單分度法計算公式
單分度法計算公式：n=40/Z
n：為分度頭應轉過的轉數
Z：工件的等分數
40：分度頭定數
例：銑削六方的計算
代入公式：n=40/6
計算：①化簡分數：找出最小約數2進行約分，即將分子分母同時除以2得20/3.分數的同時縮小其等分不變。
②計算分數：此時要看分子與分母的數值而確定；如分子此分母大時進行計算。
20÷3=6(2/3)即n值，也即分度頭應轉過6(2/3)轉.此時的分數已變成帶分數；帶分數的整數部份6為分度頭應轉過6整圈.帶分數的分數2/3則只能是轉一圈的2/3，此時又須重新計算。
展開 關于螺紋計算的一些解疑 ￥8
不同材料的扭力標準，鋁材料螺紋的扭力標準如下圖。
根據扭力計算預緊力方法，可參見機械設計手冊，自己做個Excel表格計算就可以了。
對于不同圈數的螺紋的受力分析，之前那個表格是摘自吳宗澤主編的《高等機械設計》P208，清華大學1991年出版。這個具體的書，我沒看過，是在網上搜到的資料。
對于這個計算，還有一個方法，可見《機械與電子》2010年第17期的《螺紋受力分布分析方法及其應用實例》。
螺紋適合的長度，可參見下表，來自機械設計課程設計手冊（第4版）—吳宗澤等主編2012.5出版 的P39。按圈數來算，基本九圈就可以了。
（下面收費8元，不枉我費了好幾天的搜集資料工作。收費內容為螺紋旋合長度表格、尼龍及磷青銅螺紋的扭力標準及《機械設計課程設計手冊》的PDF版本。）
展開 螺紋連接強度計算快速入門
一：螺紋連接的類別
01 螺栓連接；螺柱連接；螺釘連接。
二：螺紋連接強度計算
01 工況類別
02 抗剪
03 抗扭
04 抗拉
05 抗彎（抗翻轉）
06 單個鉸制孔螺栓強度校核（橫向荷載）
07 單個普通螺栓強度校核
