ansys螺栓實(shí)體連接的案例
復(fù)合材料層合板實(shí)體螺栓連接實(shí)例 ￥99
復(fù)合材料層合板螺栓連接實(shí)例——實(shí)體螺栓
——Wind12306
復(fù)合材料螺栓連接問題屬于一種結(jié)構(gòu)分析范疇，其失效多樣性異于金屬結(jié)構(gòu)件連接。
繼前貼連接簡(jiǎn)易方法后的一種相對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用，主要采用了自定義 “HASHIN”子程序等關(guān)鍵技術(shù)。
（1） 考慮了面內(nèi)（纖維拉伸，纖維壓縮，基體拉伸，基體壓縮，面內(nèi)剪切）失效；
（2） 巧妙的考慮了易損傷與不易損傷位置，大大節(jié)省了計(jì)算工作量；
（3） 考慮了螺栓接觸問題；
（4） 考慮了不同性能復(fù)合材料的搭接問題；
可為從事復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接件分析工作者提供參考。
附：inp ， ppt，子程序， 課后可加我qq附上相應(yīng)教學(xué)視頻。
展開 ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力管道的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)螺栓連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)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(guān)所有分析文件。
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Ansys 案例研究 | 剪力作用下的螺栓連接
概述
本模型解釋了一個(gè)簡(jiǎn)單的螺栓連接，該連接由兩塊板和一個(gè)螺栓夾緊在一起。在此情況下，螺栓將承受剪力。
目標(biāo)
演示如何為兩塊板之間設(shè)置螺栓連接，包括螺栓預(yù)緊力和施加剪力。
建模步驟
對(duì)施加剪力的簡(jiǎn)單螺栓連接進(jìn)行靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析。
1.打開 Ansys Workbench 并插入一個(gè)“靜態(tài)結(jié)構(gòu)（Static Structural）”系統(tǒng)。
2.在“工程數(shù)據(jù)（Engineering Data）”下定義材料屬性。
a.選擇“工程數(shù)據(jù)源（Engineering Data Sources）”，然后選擇“通用非線性材料庫(kù)（General Non-linear Materials library）”；
b.從該庫(kù)中選擇“結(jié)構(gòu)鋼 NL（Structural Steel NL）”材料。
3.導(dǎo)入“簡(jiǎn)單螺栓連接（Simple Bolted Joint）”幾何體。
4.檢查幾何定義。這里有兩塊板、一個(gè)螺栓和一個(gè)螺母，它們都是實(shí)體。由于這些實(shí)體是分離的部件，我們需要在它們之間定義接觸。
a.檢查單位，確認(rèn)對(duì)于本次分析已正確設(shè)置為公制（mm, kg, s）；
b.對(duì)于此案例，為所有體分配"Structural Steel NL"材料，如我們?cè)诘?步中所添加的。
5.在實(shí)體之間創(chuàng)建接觸。
a.系統(tǒng)已自動(dòng)生成各體之間的接觸，修改它們使每個(gè)接觸具有正確的接觸類型；
b.在兩塊板之間、螺栓頭與頂板之間、螺母與底板之間設(shè)置摩擦接觸 （Frictional contact），摩擦系數(shù)為0.2。
展開 Ansys Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問題：
在使用理論方法對(duì)螺栓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要輸入螺栓所受的載荷作為計(jì)算輸入。螺栓載荷在復(fù)雜工況下，通常使用有限元仿真的方式進(jìn)行模擬。此時(shí)需要準(zhǔn)確提取螺栓位置的載荷大小用后續(xù)理論校核。
示例：
如下圖所示，兩個(gè)零件一端鉸接一端使用螺栓連接。在螺栓側(cè)端面施加2000N載荷（無螺栓預(yù)緊力）。需要提取螺栓在連接面處所受到的載荷包括：力和力矩。
載荷提取結(jié)果：
1.螺栓連接面位置作用力
2.螺栓連接面位置因載荷分布不均產(chǎn)生的彎矩
詳細(xì)步驟：
1.螺栓連接面位置的載荷提取，需要在結(jié)果輸出中打開節(jié)點(diǎn)力輸出項(xiàng)“Nodal Forces-Yes”
2.需要在螺栓連接面位置創(chuàng)建局部坐標(biāo)系和虛擬結(jié)構(gòu)面
展開 
ANSYS Workbench中的螺栓連接（一）
下面是一個(gè)簡(jiǎn)短的螺栓建模比較，使用接觸工具我們可以查看接觸行為，注意到：在滿載荷下，黏結(jié)區(qū)域略有收縮，這種收縮暗示平板的滑移。如果黏結(jié)區(qū)域消失，我們就認(rèn)為摩擦抓緊類型的螺栓連接失效。下圖是實(shí)體螺栓的接觸狀態(tài)，梁接觸結(jié)果即使與它不同，也非常相似。
結(jié)論
關(guān)鍵結(jié)果總結(jié)如下表，
綁定接觸的求解時(shí)間相比較梁建模以及3D實(shí)體建模僅為一小部分，這種差異主要是因?yàn)榻壎ń佑|為線性分析。而梁建模與3D實(shí)體建模分析時(shí)間相當(dāng)，然后對(duì)于許多螺栓的子模型，這種差異就十分明顯。梁建模可以作為一種全局分析，尤其，問題的規(guī)模不是特別大時(shí)，缺點(diǎn)就是：由于板之間是摩擦接觸，所以必須進(jìn)行非線性分析。實(shí)體螺栓用于大型裝配體里面關(guān)鍵連接的子模型建模。
來源于： SimulationX
展開 拉力作用下高強(qiáng)螺栓連接的ansys模擬
在材料的選擇方面考慮到高強(qiáng)度螺栓在抗拉狀態(tài)下的受力分析，考慮了其強(qiáng)化階段的彈塑性模型；連接板選用雙析線彈塑性模型，分析過程中包含了材料、幾何和狀態(tài)的三重非線性。
2．1單元的選取
由于本文螺栓連接構(gòu)件分析中采用的是細(xì)化的實(shí)體有限元模型，因此選取了如下幾種單元：空間八節(jié)點(diǎn)SOLID45實(shí)體單元，預(yù)應(yīng)力單元Prets179，目標(biāo)單元Targe170和接觸單元Contact174單元。SOLID45單元被用于三維的實(shí)體模型，有八個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度：X、Y、Z方向的位移。這種單元能夠施加溫度荷載，有塑性、延性、應(yīng)力硬化、大變形、大應(yīng)變的性能。預(yù)應(yīng)力單元Prets179,用于模擬施加在高強(qiáng)螺栓中的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)；在高強(qiáng)度螺栓連接板中的預(yù)加荷載對(duì)連接的應(yīng)力發(fā)展過程和連接的承載力有重要的影響。高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力可使用ANSYS中的預(yù)拉力單元Prets179來施加。
對(duì)于本螺栓連接構(gòu)件中，為了準(zhǔn)確模擬兩連接板通過螺栓連接而產(chǎn)生的接觸面的受力分析，自然要選擇接觸分析的單元，接觸問題是一種高度非線性行為，本論文選取目標(biāo)單元targe170和接觸單元Conta174來模擬這一接觸狀態(tài)。
ANSYS程序自身可以通常調(diào)節(jié)一些參數(shù)自行進(jìn)行求解分析。
2．2材料模型的設(shè)定
高強(qiáng)度螺栓連接副包括螺栓、螺母和墊圈。
展開 基于ANSYS的汽車發(fā)電機(jī)連接螺栓布局設(shè)計(jì)優(yōu)化
基于ANSYS的汽車發(fā)電機(jī)連接螺栓布局設(shè)計(jì)優(yōu)化
Ansys 案例研究 | 使用螺栓預(yù)緊力對(duì)象連接法蘭
本視頻演示了如何使用線體定義兩個(gè)法蘭之間的螺栓，并設(shè)置螺栓預(yù)緊力對(duì)象。
#ansys #螺栓預(yù)緊力 #線體螺栓 #法蘭連接仿真 #Workbench #接觸設(shè)置 #靜力學(xué)分析
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ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)材補(bǔ)償板螺栓連接分析簡(jiǎn)例
本文主要簡(jiǎn)單介紹ANSYS WORKBENCH操作平臺(tái)下ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)合材料模塊的一個(gè)分析案例應(yīng)用。分析模型采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的復(fù)材補(bǔ)償板組件為例，該組件結(jié)構(gòu)由螺栓、連接補(bǔ)償板和帶孔板組成，螺栓將補(bǔ)償板和孔板進(jìn)行螺栓連接補(bǔ)償板結(jié)構(gòu)起到對(duì)孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的作用。
本文僅作為技術(shù)鄰論壇在ACP復(fù)合材料分析的一個(gè)添補(bǔ)，在具體操作與設(shè)置中，考慮重點(diǎn)環(huán)節(jié)過濾因此并未明確說明每一個(gè)操作環(huán)節(jié)，也希望能在本短文的提要下，更多讀者可以了解ACP復(fù)合材料模塊，和嘗試研究該分析模塊的運(yùn)用。
本分析的難點(diǎn)在于采用復(fù)材和非復(fù)材兩類結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行ACP（pre）復(fù)材建模和非復(fù)材結(jié)構(gòu)的引用，并將殼體幾何轉(zhuǎn)化實(shí)體復(fù)材結(jié)構(gòu)，最后聯(lián)合搭建WB的靜力學(xué)求解模塊進(jìn)行求解，并ACP（post）對(duì)單一層進(jìn)行結(jié)果觀察。
另，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處和作者名稱：CAE夢(mèng)想很偉大 技術(shù)咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)材補(bǔ)償板分析實(shí)例
一、復(fù)合材料定義
復(fù)合材料是兩種或兩種以上物理或化學(xué)性質(zhì)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(fù)合材料能夠在性能上對(duì)單一材料的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行利用，補(bǔ)短其某些性能的不足，產(chǎn)生更好的協(xié)同效應(yīng)。
二、復(fù)合材料的數(shù)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(jìn)行有限元計(jì)算，最詳細(xì)的復(fù)合材料計(jì)算方案。
展開 ANSYS知識(shí)普及系列18——螺栓和法蘭連接的接觸分析(帶預(yù)緊)
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友**好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個(gè)小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識(shí)普及系列中所有資料均來自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系ANSYS專家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時(shí)間刪除。
展開 ANSYS APDL實(shí)體單元和殼單元（不共節(jié)點(diǎn)）之間的連接 ￥100
實(shí)體單元和殼單元之間的連接是ANSYS中常見的問題。即使兩種單元之間共節(jié)點(diǎn)，但單元之間不連續(xù)（實(shí)體單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），對(duì)于兩種單元之間面面接觸，可直接定義剛域，本文主要采用MPC法對(duì)實(shí)體-殼單元的連接方法進(jìn)行說明。
1 單元類型
算例模型中，實(shí)體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節(jié)點(diǎn)。對(duì)于兩種單元之間的連接，通過目標(biāo)單元TARGE170和接觸單元CONTA175實(shí)現(xiàn)，定義約束為實(shí)體-殼約束，接觸單元為MPC算法，接觸類型為綁定接觸。
2 有限元模型和綁定接觸
圖1 底部固定約束，殼單元施加均布荷載
圖2 目標(biāo)單元和接觸單元
3 計(jì)算結(jié)果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費(fèi)內(nèi)容為相關(guān)命令流。
展開 
基于ANSYS經(jīng)典界面的實(shí)體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實(shí)心部分使用實(shí)體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關(guān)系。實(shí)心單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度，如何建立連接關(guān)系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要?jiǎng)?chuàng)建接觸對(duì)，并且要對(duì)目標(biāo)-接觸單元的關(guān)鍵字進(jìn)行設(shè)置。下面的絕大多數(shù)操作都是圍繞該命令進(jìn)行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實(shí)體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實(shí)體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實(shí)體與空心的接觸部分。
這里對(duì)于這兩種單元均設(shè)置了關(guān)鍵字，這些關(guān)鍵字的設(shè)置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實(shí)常數(shù)
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個(gè)實(shí)常數(shù)。
第1個(gè)實(shí)常數(shù)用于定義空心梁的厚度
第2-5個(gè)實(shí)常數(shù)分別用于定義4個(gè)接觸對(duì)。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個(gè)長(zhǎng)方體，
然后刪除了體本身，留下構(gòu)成長(zhǎng)方體的面，線和關(guān)鍵點(diǎn)。
最后又刪除了兩端的面。
結(jié)果如下圖。
展開 基于ANSYS經(jīng)典界面的實(shí)體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實(shí)心部分使用實(shí)體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關(guān)系。實(shí)心單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度，如何建立連接關(guān)系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要?jiǎng)?chuàng)建接觸對(duì)，并且要對(duì)目標(biāo)-接觸單元的關(guān)鍵字進(jìn)行設(shè)置。下面的絕大多數(shù)操作都是圍繞該命令進(jìn)行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實(shí)體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實(shí)體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實(shí)體與空心的接觸部分。
這里對(duì)于這兩種單元均設(shè)置了關(guān)鍵字，這些關(guān)鍵字的設(shè)置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實(shí)常數(shù)
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個(gè)實(shí)常數(shù)。
第1個(gè)實(shí)常數(shù)用于定義空心梁的厚度
第2-5個(gè)實(shí)常數(shù)分別用于定義4個(gè)接觸對(duì)。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個(gè)長(zhǎng)方體，
然后刪除了體本身，留下構(gòu)成長(zhǎng)方體的面，線和關(guān)鍵點(diǎn)。
最后又刪除了兩端的面。
結(jié)果如下圖。
展開 Ansys中級(jí)認(rèn)證窗口課程：LS-DYNA中殼體與實(shí)體單元連接技術(shù)應(yīng)用
1.5 總結(jié)
對(duì)于殼體與實(shí)體的連接的數(shù)量較少且網(wǎng)格劃分規(guī)整時(shí)，使用合并節(jié)點(diǎn)法好約束法，其中合并節(jié)點(diǎn)法只能約束平動(dòng)位移不能約束轉(zhuǎn)動(dòng)位移。當(dāng)連接數(shù)量較多或連接部位網(wǎng)格劃分不規(guī)整時(shí)，采用接觸的裝配則更簡(jiǎn)便快捷。
ANSYS各類型單元連接專題講解（四）之2D梁與2D實(shí)體單元?jiǎng)偨?/span>
前面文章主要講解了梁?jiǎn)卧c其他類型單元鉸接的情況，從本篇文章開始，將主要講解梁?jiǎn)卧c各類單元?jiǎng)偨拥那闆r，而這也是我們?nèi)粘９こ讨斜容^常見的一種連接方式。
首先從2D平面單元單元開始說起。
盡管現(xiàn)在的ANSYS版本已經(jīng)摒棄了很古老的2D梁?jiǎn)卧挠肂eam18x系列單元代替，但為究其連接方法，這類方面仍具有一定的講解價(jià)值，例如我們計(jì)算一榀框架的時(shí)候多數(shù)時(shí)候是采用2D平面單元的。
2D梁?jiǎn)卧ǎ篵eam3、beam23、beam54
2D實(shí)體單元：plane單元
一般來講，2D梁?jiǎn)卧c2D實(shí)體單元?jiǎng)偨右话惴譃槿N方法：
1）約束方程法；2）偽梁法；3）MPC法。
三種方法的連接原理無非是建立自由度之間的關(guān)系方程，但值得注意的是由于采用了局部區(qū)域的節(jié)點(diǎn)，因而在建立關(guān)系的局部區(qū)域內(nèi)可能會(huì)有應(yīng)力集中的情況，后處理當(dāng)中應(yīng)格外注意。
約束方程法后續(xù)講解3D梁?jiǎn)卧?em>連接時(shí)會(huì)詳細(xì)說明，此處簡(jiǎn)單說下偽梁法與MPC法。
其實(shí)偽梁法與MPC法原理基本一樣，構(gòu)造一個(gè)虛擬梁?jiǎn)卧固摂M梁?jiǎn)卧c外部梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偨樱摂M梁?jiǎn)卧c內(nèi)部實(shí)體單元強(qiáng)制剛接，從而間接實(shí)現(xiàn)外部梁?jiǎn)卧c實(shí)體單元的剛接效果。
使用偽梁法需注意的是，在建立虛擬梁?jiǎn)卧獣r(shí)，虛擬梁?jiǎn)卧獞?yīng)至少與實(shí)體單元的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，剛度可取為無窮大或者實(shí)際梁?jiǎn)卧?0^5倍。
下面以一個(gè)小案例來演示。
如上圖所示，兩塊小鋼板中間靠一小鋼梁連接，小鋼梁上有均布荷載，尺寸如上所示，均以mm計(jì)，中間鋼梁所受均布荷載為10KN/m,采用ANSYS模擬該情況。
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