ansys 螺栓聯接分析的案例
基于ANSYS經典界面的單個螺栓聯接的分析-1
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。
展開 【靜力分析】Ansys WorkBench “等強度”螺紋聯接之內錐螺母靜力分析 ￥50
長期以來，人們應用普通螺紋聯接時主要考慮螺紋副旋合長度和部分長度的螺紋承受載荷，如果要使螺紋副旋合長度內，全部螺紋承受載荷，需要螺紋副的旋和精度非常高，也會使成本驟漲，于此同時無論是多么高精度的螺紋，都不可避免存在螺旋線誤差和牙型角誤差，不可能使全部螺紋承受載荷。所以需要另辟蹊徑，通過結構設計使得螺紋聯接達到“等強度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯接，螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋，應力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強度”螺紋聯接中螺母是具有錐度的螺紋，而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內錐螺母的下端（小直徑）旋合在一起，在不受力的情況下，螺母的上端（大直徑）和螺栓的上端是不接觸的，并且從下端到上端間隙逐漸增大；受力后，應力先從下端出現，逐漸延伸到上端。
以下是內錐螺母與普通螺母的螺紋聯接區別，左邊是內錐螺母，截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸；而右邊是普通螺母，截取中間部分螺母和螺栓有一側的面是接觸的。
螺紋聯接是復雜曲面，直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示，需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進入分析模塊。
模型由三個零件組成，螺栓、內錐螺母（錐度1:100）和墊板。
展開 Ansys WorkBench “等強度”螺紋聯接之內錐螺母靜力分析
人們應用普通螺紋聯接時主要考慮螺紋副旋合長度和部分長度的螺紋承受載荷，如果要使螺紋副旋合長度內，全部螺紋承受載荷，需要螺紋副的旋和精度非常高，也會使成本驟漲，于此同時無論是多么高精度的螺紋，都不可避免存在螺旋線誤差和牙型角誤差，不可能使全部螺紋承受載荷。所以需要另辟蹊徑，通過結構設計使得螺紋聯接達到“等強度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯接，螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋，應力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強度”螺紋聯接中螺母是具有錐度的螺紋，而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內錐螺母的下端（小直徑）旋合在一起，在不受力的情況下，螺母的上端（大直徑）和螺栓的上端是不接觸的，并且從下端到上端間隙逐漸增大；受力后，應力先從下端出現，逐漸延伸到上端。
以下是內錐螺母與普通螺母的螺紋聯接區別，左邊是內錐螺母，截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸；而右邊是普通螺母，截取中間部分螺母和螺栓有一側的面是接觸的。
螺紋聯接是復雜曲面，直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示，需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進入分析模塊。
模型由三個零件組成，螺栓、內錐螺母（錐度1:100）和墊板。
材料使用默認的結構鋼（Structural Steel）。
螺母與墊板、螺栓與墊板之間的接觸都是有摩擦接觸，接觸面使用系統默認。
展開 ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力管道的三維模型處理
2、學習螺栓連接非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ansys19.0螺栓預緊分析 ￥8.88
本例主要介紹了螺栓的模擬，模型由螺栓、法蘭、墊片組成，螺栓的模擬又分為實體與線體螺栓，并比較了兩種分析模型的結果。還介紹了螺栓預緊力的施加需要分成三個載荷步，以方便查看螺栓預緊力結果，并對墊片與法蘭之間的綁定接觸與粗糙接觸進行了結果對比，非線性結果更符合實際情況。 本例針對螺栓的模擬具有借鑒和指導作用。
基于ANSYS Workbench的螺栓預緊力分析 ￥20
ANSYS Workbench 多物理場軟件實現螺栓預緊，滿足螺栓預應力工況分析。
詳細操作說明書及源文件，見附件。
ANSYS Composite PrepPost（ACP）復材補償板螺栓連接分析簡例
本文主要簡單介紹ANSYS WORKBENCH操作平臺下ANSYS Composite PrepPost（ACP）復合材料模塊的一個分析案例應用。分析模型采用簡單結構的復材補償板組件為例，該組件結構由螺栓、連接補償板和帶孔板組成，螺栓將補償板和孔板進行螺栓連接補償板結構起到對孔板結構進行加固的作用。
本文僅作為技術鄰論壇在ACP復合材料分析的一個添補，在具體操作與設置中，考慮重點環節過濾因此并未明確說明每一個操作環節，也希望能在本短文的提要下，更多讀者可以了解ACP復合材料模塊，和嘗試研究該分析模塊的運用。
本分析的難點在于采用復材和非復材兩類結構，需要進行ACP（pre）復材建模和非復材結構的引用，并將殼體幾何轉化實體復材結構，最后聯合搭建WB的靜力學求解模塊進行求解，并ACP（post）對單一層進行結果觀察。
另，轉載請注明出處和作者名稱：CAE夢想很偉大 技術咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
ANSYS Composite PrepPost（ACP）復材補償板分析實例
一、復合材料定義
復合材料是兩種或兩種以上物理或化學性質不同的材料，通過一定加工方法組合在一起形成的一種宏觀（微觀）上新性能的材料。復合材料能夠在性能上對單一材料的優點進行利用，補短其某些性能的不足，產生更好的協同效應。
二、復合材料的數值研究方法
1.微觀方法（Micro-Scale Approach）：定義纖維在基體中的角度、位置、材料屬性并進行有限元計算，最詳細的復合材料計算方案。
展開 ANSYS知識普及系列18——螺栓和法蘭連接的接觸分析(帶預緊)
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友**好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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接觸資料
預緊力.pdf
BOLT.doc
CAE常用材料彈性模量及泊松比摩擦系數.doc
Ansys螺栓聯接的接觸分析.pdf
法蘭、螺栓連接系統的三維有限元分析.pdf
l螺紋聯接預緊力方面資料[1].pdf
接觸分析.pdf
