ansys分析螺栓的案例
基于ANSYS經(jīng)典界面的單個(gè)螺栓聯(lián)接的分析-1
螺栓聯(lián)接是機(jī)械聯(lián)接中的一種常見(jiàn)方式。在對(duì)機(jī)械裝配體進(jìn)行有限元分析時(shí)，經(jīng)常涉及到螺栓聯(lián)接的分析問(wèn)題。
那么如何對(duì)螺栓聯(lián)接進(jìn)行分析呢？方法很多，這主要取決于問(wèn)題本身的性質(zhì)及分析的目的。
本文以單個(gè)螺栓聯(lián)接分析為例，說(shuō)明如何在ANSYS經(jīng)典界面中進(jìn)行有預(yù)緊的螺栓聯(lián)接分析。之所以選擇經(jīng)典界面，是為了清晰地說(shuō)明ANSYS進(jìn)行螺栓分析的實(shí)質(zhì)。
雖然在WB中也可以方便的進(jìn)行螺栓預(yù)緊的分析，但是那里只能看到表面現(xiàn)象，而對(duì)于弄清楚其建模的實(shí)質(zhì)幫助不大。
該例子來(lái)自于《ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例》的第47個(gè)例子。【（第三版），高耀東，劉學(xué)杰主編，電子工業(yè)出版社，2011.】，本文主要對(duì)其加強(qiáng)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(guò)程。
本篇對(duì)于螺栓聯(lián)接使用完整的三維建模方式，第二篇使用簡(jiǎn)化建模方式。
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【問(wèn)題描述】
一個(gè)連接結(jié)構(gòu)由上連接板，下連接板，一個(gè)螺栓，一個(gè)螺母構(gòu)成。如下圖所示。該圖只繪制了整個(gè)連接的四分之一，因?yàn)閷?duì)稱的緣故，只分析四分之一就足夠。
該聯(lián)接很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)螺栓加上一個(gè)螺母把上下兩塊連接板固定在一起。
現(xiàn)在給螺栓施加5000N的預(yù)緊力，然后施加1000N的工作載荷，要求施加該預(yù)緊力及施加工作載荷后，螺栓中的應(yīng)力分布狀態(tài)，以及兩塊連接板的應(yīng)力狀態(tài)。
【問(wèn)題分析】
1. 幾何建模。由于問(wèn)題簡(jiǎn)單，直接在ANSYS中進(jìn)行建模，對(duì)于螺栓分成四個(gè)空心圓柱體，而螺母是一個(gè)空心圓柱體（藍(lán)色），它們之間均使用粘接的方式進(jìn)行連接。
2. 預(yù)緊力的施加。首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)預(yù)緊截面，并對(duì)此截面劃分網(wǎng)格，從而生成預(yù)緊單元。
展開(kāi) 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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ansys19.0螺栓預(yù)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(shí)體與線體螺栓，并比較了兩種分析模型的結(jié)果。還介紹了螺栓預(yù)緊力的施加需要分成三個(gè)載荷步，以方便查看螺栓預(yù)緊力結(jié)果，并對(duì)墊片與法蘭之間的綁定接觸與粗糙接觸進(jìn)行了結(jié)果對(duì)比，非線性結(jié)果更符合實(shí)際情況。 本例針對(duì)螺栓的模擬具有借鑒和指導(dǎo)作用。
基于ANSYS Workbench的螺栓預(yù)緊力分析 ￥20
ANSYS Workbench 多物理場(chǎng)軟件實(shí)現(xiàn)螺栓預(yù)緊，滿足螺栓預(yù)應(yīng)力工況分析。
詳細(xì)操作說(shuō)明書(shū)及源文件，見(jiàn)附件。
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(guò)濾因此并未明確說(shuō)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(guò)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(kāi) 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
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展開(kāi) WB13.0螺栓疲勞校核（接觸分析，螺栓預(yù)緊力，疲勞分析模）
高強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)應(yīng)力與疲勞校核分析報(bào)告.zip
高強(qiáng)螺栓的疲勞分析校核。應(yīng)用WB自帶的疲勞分析模塊，對(duì)螺栓進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞校核。
特點(diǎn)：疲勞分析模塊的應(yīng)用；螺栓預(yù)緊力；對(duì)稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業(yè)隱私，和單位法規(guī)的規(guī)定，隱去報(bào)告中含有隱私的 部分，望大家見(jiàn)諒和理解，歡迎大家討論，共同進(jìn)步。
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析
在實(shí)際情況下，很多結(jié)構(gòu)都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對(duì)連接螺栓的分析計(jì)算是個(gè)難點(diǎn)。目前的常規(guī)做法通常有兩種：1.簡(jiǎn)化，用RBE2和beam梁來(lái)代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實(shí)應(yīng)力，圖1為某結(jié)構(gòu)連接螺栓簡(jiǎn)化的beam梁應(yīng)力云圖，沒(méi)有接觸應(yīng)力：
.直接做出來(lái)螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結(jié)果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網(wǎng)格建模）、計(jì)算量大（接觸收斂困難），如圖為某結(jié)構(gòu)帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計(jì)算得出的結(jié)果（圖3）：
圖3 計(jì)算結(jié)果
那么，有什么好辦法可以不用簡(jiǎn)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(jié)果？
運(yùn)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(shè)置跟實(shí)際螺紋形狀有關(guān)聯(lián)的參數(shù)，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實(shí)的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結(jié)果，又節(jié)省了時(shí)間專注進(jìn)行其他的分析設(shè)置。如圖4，為連接螺栓接觸來(lái)定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來(lái)定義帶螺紋螺栓
圖5為某結(jié)構(gòu)直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結(jié)構(gòu)直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開(kāi) 螺栓預(yù)緊力&Workbench螺栓預(yù)緊力分析 ￥10
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</div><p>7 <strong>workbench螺栓預(yù)緊力分析：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
分析實(shí)例及過(guò)程如下
</div><p><br></p>
展開(kāi) ANSYS Corner| ANSYS Workbench中一種螺栓預(yù)緊力施加方法
ANSYS Corner| ANSYS Workbench中一種螺栓預(yù)緊力施加方法
Abaqus利用梁?jiǎn)卧M螺栓連接 附基于ABAQUS對(duì)螺栓斷裂問(wèn)題仿真分析下載
定義多個(gè)載荷步，其中前三個(gè)載荷步用于施加螺栓預(yù)緊力。定義方式是在Creat Load下面的Bolt Load（螺栓載荷），選擇梁?jiǎn)卧蟠_認(rèn)方向（這里方向的影響不大）
載荷步1：施加10N的預(yù)緊力；
載荷步2：施加50KN的預(yù)緊力；
載荷步3：將預(yù)緊力的形式改為Fix at current length，如下圖所示。
后面的載荷步則可以正常施加其他載荷。
圖6
本次實(shí)例加完載荷計(jì)算后得到的應(yīng)力結(jié)果如下所示：
圖7
可以通過(guò)主菜單View-ODB Display Option下面的Render Beam Profile開(kāi)關(guān)，顯示真實(shí)的螺栓形狀，打開(kāi)之后如圖所示。
圖8
本次施加的是拉力載荷，因此螺栓主要承受的是拉力，其應(yīng)力水平最高。
下載地址：基于ABAQUS對(duì)螺栓斷裂問(wèn)題仿真分析
展開(kāi) 
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(kāi) 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(kāi) Ansys Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問(wèn)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(wú)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(kāi)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(kāi) ansys Workbench螺栓載荷提取時(shí)，如何計(jì)算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問(wèn)題：
VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)算中對(duì)于螺栓載荷的提取沒(méi)有過(guò)多的涉及，本文針對(duì)偏心載荷的提取問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
VDI2230中，對(duì)于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點(diǎn)之間的距離。
對(duì)于實(shí)際螺栓連接問(wèn)題，幾何結(jié)構(gòu)和載荷狀態(tài)復(fù)雜多變，使用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，依據(jù)案例5的幾何信息創(chuàng)建仿真模型。
約束筒體底面，在內(nèi)表面施加20Mpa壓力載荷，同時(shí)給螺栓施加約150KN的預(yù)緊力（加不加結(jié)果變化不大），連接面設(shè)定為摩擦面。
將兩個(gè)側(cè)面設(shè)定為，frictionless Support，等效對(duì)稱邊界。（這里沒(méi)有使用圓周循環(huán)對(duì)稱邊界，是因?yàn)閳A周對(duì)稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開(kāi)“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計(jì)算完成后，在結(jié)果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類型進(jìn)行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關(guān)注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進(jìn)一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個(gè)人認(rèn)為仿真結(jié)果17.535，除了在循環(huán)對(duì)稱設(shè)置上與案例給出條件不同外，其余均能反應(yīng)案例邊界。
補(bǔ)充案例：
以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點(diǎn)計(jì)算模型為例進(jìn)行驗(yàn)證。
仿真結(jié)果
公式計(jì)算值42.2mm，仿真結(jié)果42.23mm。
展開(kāi) ANSYS Workbench中批量建立螺栓的方法+批量建立彈簧的方法
（添加V：fwz0703）
在ANSYS Workbench中經(jīng)常遇到法蘭或者箱體等產(chǎn)品，在其邊緣位置有很多的螺栓連接，如圖所示。
我們需要在對(duì)應(yīng)的螺栓孔位置添加螺栓，但是螺栓孔太多，一個(gè)一個(gè)添加累死人，有沒(méi)有一種簡(jiǎn)單有效的方法呢？ansys的開(kāi)發(fā)者想到了大家的困難，設(shè)置了一種方法。
在Ansys workbench中提供一種工具，叫做對(duì)象生成器Object Generator，這個(gè)工具就是做重復(fù)繁瑣的操作步驟而設(shè)立的，如圖所示。
對(duì)于很多螺栓的創(chuàng)建方法過(guò)程如下
1. 建立選擇命名集合
在 Design Modeler 或 Mechanical 中，通過(guò) “Select By” 功能，選擇相同尺寸的螺栓孔面，或者框選一側(cè)的圓弧面，命令如 “hole_upper”，另一側(cè)命令 “hole_lower”。
選擇過(guò)程中可以隱藏其他部分零件，僅僅保留該零件，通過(guò)size篩選相同尺寸的圓孔，這樣就可以全部選中圓孔了，命名即可
2. 創(chuàng)建一對(duì)梁連接
選擇一對(duì)對(duì)應(yīng)的螺栓孔（分別選擇其表面的圓弧面），在 “Connections” 中，建立 “Beam” 連接。設(shè)置螺栓半徑即可。
3. 打開(kāi)對(duì)象生成器面板：
在菜單欄中，選擇 “Automation->Object Generation”，進(jìn)入對(duì)象生成器面板。
4. 設(shè)置生成參數(shù)
選中創(chuàng)建的beam梁，之后右側(cè)面板設(shè)置參數(shù)，分別選擇之前創(chuàng)建的命名，設(shè)置好兩個(gè)螺栓孔之間的距離范圍，只有在這個(gè)范圍內(nèi)的孔，才會(huì)被選擇到。如下圖所示。
5.
展開(kāi) 