螺栓模擬ansys的案例
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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(wèn)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(lái)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 Abaqus利用梁?jiǎn)卧?em>模擬螺栓連接 附基于ABAQUS對(duì)螺栓斷裂問(wèn)題仿真分析下載
來(lái)源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
螺栓連接是結(jié)構(gòu)連接的一種主要方式，在CAE分析中經(jīng)常遇到，針對(duì)不同的情況，通常我們會(huì)采取不同的方法來(lái)處理。螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實(shí)體的螺栓模型，包括螺紋結(jié)構(gòu)；
（2）建立三維實(shí)體的螺栓模型，忽略螺紋結(jié)構(gòu)；
（3）建立三維實(shí)體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設(shè)置螺紋接觸；
（4）利用梁?jiǎn)卧蛘邨U單元模擬螺栓。
本次以梁?jiǎn)卧?em>模擬螺栓為例，簡(jiǎn)單闡述其應(yīng)用。利用梁?jiǎn)卧?em>模擬螺栓與實(shí)體螺栓相比優(yōu)勢(shì)比較明顯，模型簡(jiǎn)單、接觸定義簡(jiǎn)單、收斂容易，同時(shí)梁?jiǎn)卧材苡行Х磻?yīng)螺栓的受力情況，在很多情況下比較適用。
螺栓的模擬通常需要考慮預(yù)緊力的作用，利用CAE方法模擬螺栓預(yù)緊力的過(guò)程主要由三個(gè)載荷步完成，下面的例子會(huì)涉及。
建立如下所示的模型，三個(gè)部件，兩塊板和一根梁，其中梁是一個(gè)3D wire，建立一條線即可。
圖1
材料屬性定義的時(shí)候，梁?jiǎn)卧枰付航孛妫缦聢D所示。
圖2
梁的截面形狀可以根據(jù)需要指定，本次為圓形截面，半徑為10，如下圖所示。
圖3
同時(shí)，梁?jiǎn)卧€需要指定方向，通過(guò)菜單欄Assign-Beam Section Orientation，給出其中的n1向量，這里注意，梁的軸向是由向量t表示的，n1和n2兩個(gè)向量決定梁截面，其中t向量和n1、n2兩個(gè)向量決定的平面垂直。
本次定義n1向量為0,0,-1，最終梁的方向定義完成如下所示。
圖4
之后利用Interaction模塊下面的Constraint將梁與相關(guān)位置建立MPC連接，如下所示。
圖5
梁?jiǎn)卧膬啥斯?jié)點(diǎn)分別與螺栓螺帽位置處的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行MPC連接，連接形式可以由多種，這里選擇Beam連接。
展開 關(guān)于螺栓連接的模擬
有些朋友對(duì)模擬螺栓連接的具體細(xì)節(jié)還不是很清楚,在這里再次總結(jié)一下
1219.JPG
對(duì)第三種方法:Rigid + Beam + Rigid ;下面介紹一種操作步驟,當(dāng)然也有其他的步驟可以實(shí)現(xiàn)
0319.JPG
第一步,create rigid (spider)
Create_rigid.gif
第二步:create beam
Create_beam.gif
第三步:編輯beam初始方向(必須定義該方向,雖然對(duì)于圓型截面沒有任何意義) . 該必須在平行于section所在平面.注意觀察一下,修改該方向之后,section有何變化(白色線框)
orientation.gif
這次的模型純粹是為了演示的目的,beam的截面選擇矩形也是為了方便說(shuō)明orientation的作用.實(shí)際中一般應(yīng)采用圓形截面.另附上模型數(shù)據(jù)
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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
Workbench螺栓連接的模擬方法
螺栓連接在有限元計(jì)算中是一個(gè)老生常談的話題了，對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，在裝配的時(shí)候會(huì)有很多螺栓，但在很多時(shí)候，我們關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，這時(shí)我們?cè)趯?duì)產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析時(shí)，就沒有必要將所有螺栓進(jìn)行實(shí)體建模，在Workbench中就提供了一種模擬螺栓連接的簡(jiǎn)便方法，下面就與大家共同探討一下，如何在Workbench中進(jìn)行螺栓連接的模擬。
將模型導(dǎo)入到Workbench，在DM中打開，如圖1，兩個(gè)孔處即是螺栓孔，在DM中我們通過(guò)Tool>Mid-Surface工具對(duì)其進(jìn)行抽取中面（這里抽取中面是為了簡(jiǎn)化計(jì)算），如圖2。
圖1
圖2
我們采用static structural模塊進(jìn)行分析，在Engineering Data中定義結(jié)構(gòu)鋼和鋁合金材料，兩塊板為鋁合金材料，螺栓為結(jié)構(gòu)鋼材料。
進(jìn)入Model模塊，在Connections選項(xiàng)中Insert>Beam，通過(guò)Beam連接我們就可以模擬螺栓連接，在Beam連接的詳細(xì)設(shè)置中，Material為螺栓材料，Radius為螺栓半徑，Scop表示連接類型，這里保持默認(rèn)，表示體與體進(jìn)行螺栓連接，我們可以在Reference與Mobile下的Scope中一次選擇螺栓孔的邊線，選擇后坐標(biāo)數(shù)據(jù)自動(dòng)填充，如圖3這樣即可定義螺栓連接，如圖4.
圖3
圖4
接下來(lái)我們進(jìn)行網(wǎng)格劃分，添加約束，與載荷。通過(guò)Beam連接模擬的螺栓同樣可以添加螺栓預(yù)緊力，添加方法如下，插入Bolt Pretension，在Scoping Method下選擇通過(guò)Beam連接方式施加預(yù)緊力，并選擇相應(yīng)的Beam連接，在preload處施加預(yù)緊力，如圖5。
圖5
對(duì)與螺栓預(yù)緊力的加載，我們通過(guò)兩個(gè)載荷步施加，在第一載荷步上加載預(yù)緊力，第二載荷步將預(yù)緊力鎖死，如圖6。
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。
ABAQUS模擬螺栓連接的方法
這種方式需要預(yù)先在Part功能模塊中創(chuàng)建一維（wire）部件，并為其設(shè)置相應(yīng)的梁?jiǎn)卧孛鎸傩裕蟛拍茉贗nteraction功能模塊中創(chuàng)建MPC約束，完成螺栓的模擬。
這種模擬方式下，MPC單元只在Interaction功能模塊中可見，但是其不影響計(jì)算的結(jié)果，且在后續(xù)的后處理模塊中可以打開一維單元顯示開關(guān)將其顯示出來(lái)。
ABAQUS模擬螺栓連接的方法.pdf
一個(gè)螺栓的成型過(guò)程模擬分析
一個(gè)螺栓的法蘭面成型過(guò)程模擬分析，主要過(guò)程在RAR里，下了看吧。
錄像2.rar
abaqus模擬螺栓有限元分析？
我在abaqus中做了模擬螺栓的仿真，先是只加了彈性的屬性，做出了一個(gè)結(jié)果，但是為什么后來(lái)我想在原先的基礎(chǔ)上加塑形的屬性時(shí)候，總是出現(xiàn)不收斂的情況呢？？
如何模擬螺母、螺栓擰緊過(guò)程
如何模擬螺母、螺栓擰緊過(guò)程
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“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 
【經(jīng)典案例欣賞28】GFRP板裝配式螺栓栓釘推出模擬
項(xiàng)目難點(diǎn)：
1、推出模擬標(biāo)準(zhǔn)做法；
2、螺栓推出；
3、螺栓與GFRP板和混凝土的接觸設(shè)置。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
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，有沒有一種簡(jiǎn)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(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 ANSYS的lsdyan中螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension加載
螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension
此邊界條件可對(duì)梁連接施加預(yù)緊載荷，常用于模擬預(yù)緊狀態(tài)下的螺栓。
分析類型
螺栓預(yù)緊力功能是 LS-DYNA 特有的，與 Mechanical 應(yīng)用程序中的螺栓預(yù)緊力功能不兼容。
螺栓預(yù)緊力既可以在動(dòng)力松弛階段使用，也能在計(jì)算的顯式階段使用。
螺栓預(yù)緊力可施加于梁連接或?qū)嶓w。
邊界條件的應(yīng)用
對(duì)梁連接施加螺栓預(yù)緊力的操作步驟：
1. 右鍵點(diǎn)擊 Environment 樹對(duì)象或活動(dòng)的 Dynamic Relaxation 對(duì)象，選擇 “Insert”>“Bolt Pretension”。
2. 將 “Scoping Method” 設(shè)置為 “Beam Connection”，然后選擇相應(yīng)的梁連接。
3. 指定載荷的大小。
4. 若螺栓預(yù)緊力在顯式階段使用，需額外設(shè)置 “Initialization End Time”，以明確加載的終止時(shí)間。
對(duì)實(shí)體施加螺栓預(yù)緊力的操作步驟：
1. 右鍵點(diǎn)擊 Environment 樹對(duì)象或活動(dòng)的 Dynamic Relaxation 對(duì)象，選擇 “Insert”>“Bolt Pretension”。
2. 將 “Scoping Method” 設(shè)置為 “Geometry Selection”（幾何選擇）或 “Named Selection”（命名選擇），然后選擇實(shí)體
3. 指定一個(gè)坐標(biāo)系來(lái)定義切割平面。該切割平面以所選坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心，并與 X - Y 平面對(duì)齊。
4. 利用 “Tabular Data” 字段將預(yù)載應(yīng)力定義為時(shí)間的函數(shù)，通過(guò) “Shear Stress Flag” 定義作用于實(shí)體的剪應(yīng)力類型。
注意事項(xiàng)
? 螺栓預(yù)緊載荷不支持完全重啟。
展開 如何模擬護(hù)欄上欄板和螺栓的連接
如何模擬護(hù)欄上欄板和螺栓的連接
