ansys簡化螺栓聯接
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys簡化螺栓聯接的視頻教程
ansys簡化螺栓聯接的實例教程
螺栓聯接是機械聯接中的一種常見方式。在對機械裝配體進行有限元分析時，經常涉及到螺栓聯接的分析問題。
那么如何對螺栓聯接進行分析呢？方法很多，這主要取決于問題本身的性質及分析的目的。
本文以單個螺栓聯接分析為例，說明如何在ANSYS經典界面中進行有預緊的螺栓聯接分析。之所以選擇經典界面，是為了清晰地說明ANSYS進行螺栓分析的實質。
雖然在WB中也可以方便的進行螺栓預緊的分析，但是那里只能看到表面現象，而對于弄清楚其建模的實質幫助不大。
該例子來自于《ANSYS機械工程應用精華50例》的第47個例子。【（第三版），高耀東，劉學杰主編，電子工業出版社，2011.】，本文主要對其加強了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
本篇對于螺栓聯接使用完整的三維建模方式，第二篇使用簡化建模方式。
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【問題描述】
一個連接結構由上連接板，下連接板，一個螺栓，一個螺母構成。如下圖所示。該圖只繪制了整個連接的四分之一，因為對稱的緣故，只分析四分之一就足夠。
該聯接很簡單，就是一個螺栓加上一個螺母把上下兩塊連接板固定在一起。
現在給螺栓施加5000N的預緊力，然后施加1000N的工作載荷，要求施加該預緊力及施加工作載荷后，螺栓中的應力分布狀態，以及兩塊連接板的應力狀態。
【問題分析】
1. 幾何建模。由于問題簡單，直接在ANSYS中進行建模，對于螺栓分成四個空心圓柱體，而螺母是一個空心圓柱體（藍色），它們之間均使用粘接的方式進行連接。
2. 預緊力的施加。首先需要創建一個預緊截面，并對此截面劃分網格，從而生成預緊單元。
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在實際工作中需要對螺栓進行強度分析，確保螺栓選型滿足強度、剛度，確保產品的安全可靠。
模型簡化后如圖所示，左端固定，右端承受471000N軸向力，驗算螺栓規格、數量、強度等級。
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演講嘉賓：楊瑾婧 | Ansys高級技術經理
個人簡介：目前在Ansys 擔任新興技術產品線高級技術經理
</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號，局面發生了轉變。ANSYS Workbench以其創新的用戶界面和工作流程，簡化了仿真過程，極大地提升了用戶體驗，因此迅速被廣泛應用，其普及程度甚至超越了傳統的ANSYS經典版本。目前，ANSYS Workbench已經發展到24.0版本，繼續引領著行業的進步。
一種常見的方法是使用所謂的“綁定接觸”來模擬緊固效果，而不是詳細建模每一個螺栓。如果螺栓的預緊力對分析結果有重要影響，則可能需要保留并適當模擬。</p><p>墊片和間隔件的處理：與螺栓類似，墊片和間隔件通常用于分布載荷或調整間隙。在有限元分析中，它們的功能可以通過等效的加載條件或修改接觸區域屬性來簡化表示。
若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手動刪除以簡化計算。
幾何切割與旋轉操作。平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續旋轉操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調整葉片至停機狀態（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學習操作的，可以關注作者的其他課程。
用這種方式可以很方便的模擬螺栓、鉚釘以及點焊等連接關系，如下圖所示為簡單的螺栓模擬。
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編輯
約束
可以將需要約束的節點通過rbe2或rbe3單元抓取到一起，然后在主節點上施加約束：
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編輯
如果通過rbe2單元抓取在一起，并且在主節點上約束6個自由度的話，可以與直接在抓取的那些節點上施加全約束等效。
，能有效防止因漏油引起的大規模環境災害
‐ 通過Ansys CFD預測泄露物的擴散
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise + Ansys CFD Premium
螺栓
? 設計中的難點
- 螺栓連接的準確評估對于確保承壓和承重組件的可靠運行至關重要
? Ansys技術方案
‐ 基于Ansys結構仿真可以可以進行幾何非線性仿真
2．1 模型導入 首先在 CＲOE 中對建立好的裝配模型進行簡化， 在保證模擬真實工況的前提下，省去螺栓、角件等零 件，后續用布爾操作來代替［7］。然后將簡化后的模 型另存為 ADAMS 軟件可識別的．x_t 文件，并導入到 ADAMS2018，完成基本的單位設置。
此模型中的材料種類較多，見表 1。主體框架為 鋅鋁合金 6063－T5，起升板和連桿材料為普通 45 鋼。
結構之間的螺栓、焊接、鉚接之間的處理是有限元處理的難點，有限元方法處理這類連接結構時，通常采用復雜的三維接觸模型或者簡化為一維連接單元的方式處理，當螺栓結構的數量較多時，模型處理也需要大量的時間。而在無網格方法中則可以根據螺栓結構的形狀，自動識別螺栓連接結構，并在螺栓與墊片、螺栓與螺母、螺栓柱與結構連接件，以及結構連接件結合面之間自動添加綁定或者滑移接觸約束等，減少了大量的建模時間。
[3]楊佩東.基于 ANSYS workbench 螺栓連接強度分析[J].機電技術應用，2020（19）：190-191.
[4]劉宏文.材料力學[M].北京:高等教育出版社，2013：241-246.
[5]王瑞，陳海霞，王廣峰.ANSYS 有限元網格劃分淺析[J].天津工業大學學報，2002，21(4)：8-11.
