ansys螺栓連接強度校核
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys螺栓連接強度校核的實例教程
01 螺紋連接分為：螺栓連接，螺柱連接，螺釘連接
02 螺栓組的布置原則
03 螺栓組的工況
橫向力
軸向力
扭矩
彎矩
04 螺桿直徑，螺距，螺桿應力截面積，螺桿最小拉力載荷，螺桿保證載荷
05 螺母的保證載荷
06 普通螺栓的強度校核
07 預緊螺栓的強度校核
08 鉸制孔螺栓的強度校核
展開 圖4
3、結果
提取螺釘螺紋部分的Equivalent（von-mises）stress應力，可以看到，第一圈螺紋處應力最大，約為447Mpa，一般情況下，我們會用該應力與螺釘的屈服強度或者抗拉強度進行對比校核。
圖5 Equivalent（von-mises）stress應力
本文提出另一種校核方法，即剪切應變能學說進行校核。具體如下（公式倒不進來，就截圖了）：
此時，在Workbench中提取螺桿軸向應力，即Nomal stress，選取前面建立的局部坐標系，選擇Z軸進行結果查看。由結果可知，軸向應力為519Mpa，小于561Mpa，螺釘強度滿足要求。
圖6 Nomal stress應力
4、后續說明
主要介紹三點：
1）上述僅介紹了螺栓預緊力的施加及螺栓強度校核的方法，在模型中，我們能夠看到，其實螺帽與螺桿交界處比螺桿處應力更大，該部分為整個結構的薄弱部位，更應該關心。
2）在工程結構設計時，我們更關心：給螺釘施加某一預緊力或者某一個范圍的預緊力時，螺釘即不會發生松動也不會發生破環。也就是得到螺釘的最大預緊力及最小預緊力。該部分需要結合連接結構件的材料特性、外載荷、振動、溫度環境等多種環境最終確定最適預緊力，后續可逐步介紹。其中螺栓、螺母的仿真與該部分內容類似，這里不再介紹。
3）預緊力與工程扭矩如何換算，如有需要，后續也可進行介紹。
展開 但這是一種根據工程實際的一種校核方法，再結合工藝、工況類型等信息，確定允用應力，是經過大量實際確實可行的，納入到了手冊工具書中。當然也可以采用德國、美國相關的規范。
當然這上面采取的焊縫校核是針對的普通的機械設備，若是面對壓力容器等有詳細規范要求的設備，那需要按其具體要求處理。如壓力容器，仍可采用類似方法，在關鍵區域采用子模型技術，提取邊界位移，做詳細的實體建模計算，結果的應力線性化等，在這里就不進行展開了，有機會后期會專門針對這一問題專項交流。
下期會針對螺栓連接結構做進一步的交流，歡迎留言。
源自CAE技術交流平臺
螺栓預緊.rar
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橫向力
軸向力
扭矩
彎矩
04 螺桿直徑，螺距，螺桿應力截面積，螺桿最小拉力載荷，螺桿保證載荷
05 螺母的保證載荷
06
螺栓預緊.rar
1、概述
如圖示，使用M3螺釘緊固結構件，中間為平墊和彈墊，其中彈墊為壓縮狀態。給M3螺釘施加預緊力，提出使用剪切應變能學說結合workbench仿真結果對螺栓的最適預緊力進行確定。
結合做過的項目，主要介紹：1）如何施加預緊力，施加的過程中應注意哪些問題；2）螺釘仿真結果如何進行評價。
圖1
2、仿真過程
在機械結構中，會遇到需考慮鈑金焊接組件承載的情況。
針對這種情況，我的處理方式是，對鈑金件進行抽殼處理，同時延長連接或斜面連接，共節點處理。再根據結構對外載荷的響應，對應力較大區域的焊縫進行關注。
通常情況下，只會有那么幾處應力值較大，需要關注。再根據應力值較大區域的周邊應力情況，進一步排除一些區域，那需要仔細思考的也只有很少的幾處了。
以一個T字型的連續角焊縫為例
