高強(qiáng)螺栓ansys的案例
拉力作用下高強(qiáng)螺栓連接的ansys模擬
采用大型有限元分析軟件ＡＮＳＹＳ,對鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的受力分布規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算和分析,得出了該構(gòu)件的受力分布圖,從理論上對高強(qiáng)度螺栓連接的破壞形式和受力變化進(jìn)行了分析研究,為進(jìn)一步改進(jìn)高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的受力狀況和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了必要的理論依據(jù)。
引言
鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接具有施工簡單、耐疲勞、可拆換、連接的整體性和剛度較好等優(yōu)點(diǎn)，是鋼結(jié)構(gòu)中所廣泛采用的一種連接方式。因此有必要對其具體受力進(jìn)行分析研究，本論文利用有限元軟件ansys模擬了一高強(qiáng)度螺栓構(gòu)件在受拉力作用之下的應(yīng)力狀況。
1 螺栓連接構(gòu)件基本參數(shù)
1．1 高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力
高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力是施加在連接構(gòu)件上，產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)的整體性，通常來講希望能盡量高些，但為了保證螺栓不會在擰僅過程中發(fā)生屈服或斷裂，規(guī)范GBJ 17—88規(guī)定預(yù)拉力設(shè)計(jì)值按下式確定：
其中fy是鋼材的條件屈服強(qiáng)度；Ae為螺栓在螺紋處的有效截面面積。
1．2 連接處構(gòu)件接觸面的處理和抗滑移系數(shù)
高強(qiáng)度螺栓有摩擦型和承壓型兩種受里方式，本文僅僅討論摩擦型高強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；對于摩擦型高強(qiáng)螺栓而已，其構(gòu)件的接觸面（摩擦面）通常經(jīng)特殊處理，使其凈潔并粗糟，以提高其抗滑移系數(shù)μ；對于本論文中抗滑移系數(shù)選取為0.4。
2 高強(qiáng)螺栓連接有限元模型的建立
主要目的是通過ANSYS的3D實(shí)體建模，分析高強(qiáng)度螺栓抗拉在高溫下的工作性能以及溫度對高強(qiáng)度螺栓抗拉和抗剪的極限承載力的影響。建模過程中利用ANSYS的Pre－tension功能，施加高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，利用接觸單元來考慮螺栓和孔壁的接觸與分開的情況以及連接板之間的摩擦作用。
展開 高強(qiáng)螺栓斷裂成因分析
綜上所述，因斷裂呈現(xiàn)橫向開裂，且顯微組織、力學(xué)性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且調(diào)質(zhì)過程中使用網(wǎng)帶爐，不存在回火不及時(shí)的情況，表明螺栓開裂非調(diào)質(zhì)過程中形成。裂紋由中心向外部開裂，氫含量不足以引起氫脆，且SEM照片未發(fā)現(xiàn)氫脆特征(雞爪紋)，表明螺栓開裂非氫致延遲裂紋所致。低倍檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)螺栓心部存在明顯的中心疏松，其位置與斷裂面起裂源位置一致，且斷裂系橫向開裂，則開裂時(shí)必須要有軸向拉應(yīng)力存在，所以結(jié)合螺栓的制造工藝可以認(rèn)定螺栓因?yàn)樵牧洗嬖谥行氖杷桑跓徨懝ば螂A段，鑄造缺陷未消除，在縮桿工序中持續(xù)的軸向拉應(yīng)力作用下，螺栓內(nèi)部的孔洞萌生裂紋，并逐步向外擴(kuò)展，隨后在校直工序中螺栓發(fā)生脆性開裂，最終導(dǎo)致了該螺栓的失效。
3 結(jié)論
該螺栓斷裂的根本原因是熱鍛工序中，螺栓坯料中鑄造缺陷(中心疏松)未消除，導(dǎo)致螺栓的承載力降低，在校正工序中，拉力作用下引起開裂。
展開 abaqus模擬高強(qiáng)螺栓鏈接
本人從事鋼橋設(shè)計(jì)研究，abaqus模擬高強(qiáng)螺栓鏈接相關(guān)解析可以咨詢我。
對摩擦型高強(qiáng)螺栓的長連接接觸分析探討
摩擦型高強(qiáng)螺栓是鋼結(jié)構(gòu)中常用的螺栓連接形式。在設(shè)計(jì)中認(rèn)為鋼板之間的拉力完全通過鋼板之間的接觸摩擦力傳遞，不考慮螺桿受剪或受彎，為此，需要在螺栓上施加一定水平的預(yù)拉力。對于采用多排螺栓傳遞拉力的鋼板搭接連接，當(dāng)螺栓排數(shù)較多時(shí)，螺栓傳力的不平衡性已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但涉及接觸問題的數(shù)值計(jì)算分析目前尚不多見，本文嘗試通過COSMOS有限元軟件分析拉力在鋼板之間的傳遞規(guī)律，希望能對工程應(yīng)用有所幫助。
附件引用地址：http://www.idnovo.com.cn/article/2010/0311/article_60930.html
對摩擦型高強(qiáng)螺栓的長連接接觸分析探討.doc
展開 
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
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 Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問題：
在使用理論方法對螺栓強(qiáng)度進(jìn)行評估時(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 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
對施加剪力的簡單螺栓連接進(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（General Non-linear Materials library）”；
b.從該庫中選擇“結(jié)構(gòu)鋼 NL（Structural Steel NL）”材料。
3.導(dǎo)入“簡單螺栓連接（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)對于本次分析已正確設(shè)置為公制（mm, kg, s）；
b.對于此案例，為所有體分配"Structural Steel NL"材料，如我們在第2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 hypermesh-ansys螺栓預(yù)緊
這個(gè)是《ansys13.0與hyperworks11.0聯(lián)合》那本書里的一個(gè)例子（hm11.0才能打開），照片是前兩步，我把它整個(gè)步驟拍下來傳上來（拍的不好見諒啊），關(guān)于螺栓預(yù)緊力的施加，（源文件）已經(jīng)做好了，導(dǎo)到ansys里可以正確運(yùn)行，但是教材里說的不明白（個(gè)人比較笨吧），不會做啊，有明白的做個(gè)教程上來吧。謝謝啊。
ansys13與hypermesh11.part2.rar
ansys13與hypermesh11.part1.rar
Pretension bolt.rar
ansys Workbench螺栓載荷提取時(shí)，如何計(jì)算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問題：
VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)算中對于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對偏心載荷的提取問題進(jìn)行簡單說明。
VDI2230中，對于載荷偏心距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。
對于實(shí)際螺栓連接問題，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，等效對稱邊界。（這里沒有使用圓周循環(huán)對稱邊界，是因?yàn)閳A周對稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開“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 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，有沒有一種簡單有效的方法呢？ansys的開發(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。
對于很多螺栓的創(chuàng)建方法過程如下
1. 建立選擇命名集合
在 Design Modeler 或 Mechanical 中，通過 “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”。
選擇過程中可以隱藏其他部分零件，僅僅保留該零件，通過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)建一對梁連接
選擇一對對應(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. 打開對象生成器面板：
在菜單欄中，選擇 “Automation->Object Generation”，進(jìn)入對象生成器面板。
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，才會被選擇到。如下圖所示。
5.
展開 
ANSYS Workbench中的螺栓連接（一）
使用ANSYS Workbench模擬螺栓連接有許多種方法，這篇文章對多種方法給出一個(gè)概覽，下面是按照復(fù)雜度以及建模保真度列出的一個(gè)清單。
No bolts – bonded connectionsBeam BoltsSpring Bolts3D solid bolts3D solid bolts with joint pretension load3D solid bolts with simulated threads2D axisymmetric threaded connection
這篇文章涵蓋方法1-4，下篇文章會涵蓋5-7。測試案例使用如下信息建模分析：一個(gè)鋼制平板連接到C型槽（寬度250mm）上，螺栓M16，螺母M16，1000lbs（磅，約454kg）施加于平板端部，C型槽底部固定。
1) No bolts – Bonded connection
這是最簡單的連接，從裝配體里面刪除螺栓和螺母。在螺栓孔的周圍使用綁定連接，綁定區(qū)域的直徑等于墊片所使用的，如下圖所示。綁定區(qū)域模擬接合處的摩擦抓緊。（注：區(qū)域可以考慮Workbench里面的分割或者投影，建議建立好對應(yīng)的主從接觸面作為一個(gè)集）
2) Beam Bolts
這種方法是使用螺栓和螺母頭的邊（Edge）在平板上創(chuàng)建一個(gè)印記面（Imprint）來與螺栓螺母相接觸。如果使用了墊片（Washer），那就使用墊片邊界的邊來創(chuàng)建印記面。接下來，抑制掉（suppress）實(shí)體螺栓和螺母，在Mechanical應(yīng)用模塊通過Body-Body-->Beam Connecton來創(chuàng)建梁連接。
展開 ANSYS的lsdyan中螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension加載
? 若為同一梁連接同時(shí)定義了 Dynamic Relaxation 文件夾中的螺栓預(yù)緊力和 LS - DYNA 瞬態(tài)分析下的螺栓預(yù)緊力，分析時(shí)僅使用最后定義的那個(gè)。
ANSYS經(jīng)典提取螺栓軸向載荷的方法 ￥10
Beam188軸向力的提取方法
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)果對比，非線性結(jié)果更符合實(shí)際情況。 本例針對螺栓的模擬具有借鑒和指導(dǎo)作用。
