螺栓強(qiáng)度仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-11-14
螺栓強(qiáng)度仿真的視頻教程
基于Hypermesh和Optistruct 螺栓預(yù)緊和接觸強(qiáng)度分析（無聲/ppt講稿）
基于Hypermesh和Optistruct 螺栓預(yù)緊和接觸強(qiáng)度分析（無聲/ppt講稿） 第一節(jié) 模型搭建 第二節(jié) 材料設(shè)置 第三節(jié) 邊界條件 第四節(jié) 接觸設(shè)置 第五節(jié) 求解控制 第六節(jié) 結(jié)果后處理 注：本視頻由于設(shè)備原因無音頻錄制，視頻內(nèi)有PPT講稿。
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計(jì)算螺栓螺母連接強(qiáng)度的小工具——基于規(guī)范ISO/TR 16224-2012和VDI 2230編制而成
螺栓螺母連接是工業(yè)中常用的緊固件連接，力學(xué)工程師對這類連接通常面臨的問題是校核連接強(qiáng)度。本視頻中所開發(fā)的計(jì)算小工具，是基于規(guī)范ISO/TR 16224-2012和VDI 2230編制而成，可以讓工程師快速校核螺栓螺母的連接強(qiáng)度，而不必要限于繁瑣的計(jì)算公式中。
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hypermesh與abaqus聯(lián)合仿真-螺栓預(yù)緊力的加載與螺栓截面受力提取
全程采用hypermesh對計(jì)算模型建模，劃分六面體網(wǎng)格，創(chuàng)建螺栓預(yù)緊工況，創(chuàng)建螺栓受預(yù)緊力后的外部載荷工況，講解如何輸出螺栓截面上的受力。采用梁單元模擬螺栓加預(yù)緊力，來進(jìn)一步簡化計(jì)算模型。
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螺栓強(qiáng)度仿真的實(shí)例教程
圖4
3、結(jié)果
提取螺釘螺紋部分的Equivalent（von-mises）stress應(yīng)力，可以看到，第一圈螺紋處應(yīng)力最大，約為447Mpa，一般情況下，我們會用該應(yīng)力與螺釘?shù)那?em>強(qiáng)度或者抗拉強(qiáng)度進(jìn)行對比校核。
圖5 Equivalent（von-mises）stress應(yīng)力
本文提出另一種校核方法，即剪切應(yīng)變能學(xué)說進(jìn)行校核。具體如下（公式倒不進(jìn)來，就截圖了）：
此時(shí)，在Workbench中提取螺桿軸向應(yīng)力，即Nomal stress，選取前面建立的局部坐標(biāo)系，選擇Z軸進(jìn)行結(jié)果查看。由結(jié)果可知，軸向應(yīng)力為519Mpa，小于561Mpa，螺釘強(qiáng)度滿足要求。
圖6 Nomal stress應(yīng)力
4、后續(xù)說明
主要介紹三點(diǎn)：
1）上述僅介紹了螺栓預(yù)緊力的施加及螺栓強(qiáng)度校核的方法，在模型中，我們能夠看到，其實(shí)螺帽與螺桿交界處比螺桿處應(yīng)力更大，該部分為整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱部位，更應(yīng)該關(guān)心。
2）在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們更關(guān)心：給螺釘施加某一預(yù)緊力或者某一個(gè)范圍的預(yù)緊力時(shí)，螺釘即不會發(fā)生松動也不會發(fā)生破環(huán)。也就是得到螺釘?shù)淖畲箢A(yù)緊力及最小預(yù)緊力。該部分需要結(jié)合連接結(jié)構(gòu)件的材料特性、外載荷、振動、溫度環(huán)境等多種環(huán)境最終確定最適預(yù)緊力，后續(xù)可逐步介紹。其中螺栓、螺母的仿真與該部分內(nèi)容類似，這里不再介紹。
3）預(yù)緊力與工程扭矩如何換算，如有需要，后續(xù)也可進(jìn)行介紹。
展開 槽式太陽能聚光板支架工作環(huán)境惡劣，風(fēng)力會大大影響支架螺栓壽命，選擇合適的強(qiáng)度的螺栓能提高太陽能聚光板的使用壽命。本仿真就聚光板的螺栓進(jìn)行仿真分析。
2.計(jì)算原理
由于槽式太陽能支架工作時(shí)，每天承受不同風(fēng)級載荷的作用。考慮常規(guī)使用環(huán)境可能經(jīng)受的風(fēng)級及可忽略情況，6-12級風(fēng)載情況下對槽式太陽能支架的影響。風(fēng)載工況如表所示。
3.槽式太陽能承受風(fēng)載工況
序號
風(fēng)載等級
換算載荷/Pa
1
4
60.23
2
6
114.56
3
8
257.5
4
10
491.25
5
12
800
3.材料屬性
仿真采用Q235剛作為聚光板支架，材料屬性如圖。
4．網(wǎng)格劃分
5.施加約束
槽式太陽能支架的連接采用剛性連接方式，方鋼與太陽能反光板支架底座上的焊接采用剛性連接，底座與反光板支架采用螺栓連接，螺栓與螺栓孔之間的接觸定義為“表面與表面接觸”，法向定義為“硬”接觸，切向定義為“罰”；在模型中反光板的與支架的連接處施加全約束。在反光板的外側(cè)施加于板面相垂直的均布荷載模擬風(fēng)荷載。
6.計(jì)算結(jié)果
7.結(jié)論
鋼結(jié)構(gòu)連接螺栓的性能等級分為10多個(gè)等級，例如3.6、4.0、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9。螺栓等級的特定含義是例如代表拉伸強(qiáng)度的等級4.8的螺栓。0.8表示強(qiáng)度除以拉伸強(qiáng)度的比，即4.8級螺栓的拉伸強(qiáng)度為400MPa，強(qiáng)度為400×0.8＝320MPa，6.8級螺栓的拉伸強(qiáng)度為600MPa，強(qiáng)度為600×0.8＝480MPa，。
承受風(fēng)載條件下，載荷10級風(fēng)力時(shí)，槽式太陽能托臂支架變形約為1mm，建議選用高強(qiáng)度螺栓。
展開 高強(qiáng)度螺栓是鋼結(jié)構(gòu)施工中最普遍常見的施工內(nèi)容，所有鋼結(jié)構(gòu)工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實(shí)可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認(rèn)識高強(qiáng)度螺栓，可能會顛覆你最基本的認(rèn)識。
一、什么是高強(qiáng)度螺栓
高強(qiáng)度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預(yù)緊（Grip）”兩個(gè)詞，卻造成了許多工程技術(shù)人員對高強(qiáng)度螺栓基本定義的理解，產(chǎn)生了誤區(qū)。
誤區(qū)一：
材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強(qiáng)度螺栓”？
高強(qiáng)度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別并不在于使用材料的強(qiáng)度，而是受力的形式。本質(zhì)是是否施加預(yù)緊力，并利用靜摩擦力抗剪。（1）*
實(shí)際上在英標(biāo)規(guī)范，美標(biāo)規(guī)范中提到的高強(qiáng)度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強(qiáng)度高低并不是區(qū)別高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的關(guān)鍵。
二、正確理解“高強(qiáng)”，強(qiáng)在何處
按照GB50017，計(jì)算單個(gè)普通螺栓（B類）8.8級和高強(qiáng)度螺栓8.8級抗拉及抗剪強(qiáng)度。
通過計(jì)算我們可以看到，相同等級的情況下，普通螺栓的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值都要高于高強(qiáng)度螺栓。（2）*
那么高強(qiáng)度螺栓，“強(qiáng)”在哪里？
為回答這一個(gè)問題，必須從兩種螺栓的設(shè)計(jì)工作狀態(tài)入手，研究其彈塑性變形的規(guī)律，并理解到設(shè)計(jì)破壞時(shí)的極限狀態(tài)。
展開 高強(qiáng)度螺栓是鋼結(jié)構(gòu)施工中最普遍常見的施工內(nèi)容，所有鋼結(jié)構(gòu)工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實(shí)可能并非如此，今天我們從最基本的概念的入手，帶你重新認(rèn)識高強(qiáng)度螺栓，可能會顛覆你最基本的認(rèn)識。
01 什么是高強(qiáng)度螺栓
高強(qiáng)度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預(yù)緊（Grip）”兩個(gè)詞，卻造成了許多工程技術(shù)人員對高強(qiáng)度螺栓基本定義的理解，產(chǎn)生了誤區(qū)。
誤區(qū)一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強(qiáng)度螺栓”？
高強(qiáng)度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別并不在于使用材料的強(qiáng)度，而是受力的形式。本質(zhì)是是否施加預(yù)緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
展開 [圖片]
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螺栓強(qiáng)度仿真的最新內(nèi)容
01 案例背景
在通信與電力系統(tǒng)中，饋線夾用于固定高頻電磁場傳輸線（饋線），其核心要求包括：
保持饋線平直
傾斜度 ≤ 1°
夾緊間隙縮小 ≥ 0.5 mm
螺栓缺失工況下的安全性評估
本案例將分析：
饋線對夾鉗的傾斜影響
預(yù)緊螺釘是否足夠使夾鉗變形并固定饋線
單螺栓與雙螺栓安裝的對比
02 模型與材料參數(shù)
幾何結(jié)構(gòu)
基于梁單元建模的多螺栓連接的轉(zhuǎn)鼓模態(tài)仿真7個(gè)月前
[圖片]
基于多螺栓組合連接的預(yù)緊力支架強(qiáng)度仿真7個(gè)月前
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拖拉機(jī)后橋組合螺栓CAE仿真7個(gè)月前
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基于組合螺栓預(yù)緊力的壓力容器密封CAE仿真7個(gè)月前
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螺栓松動背景和機(jī)理
螺紋緊固件由于其拆卸和維護(hù)非常容易且成本低的原因被廣泛應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)中，通過使用帶有螺紋緊固件（螺栓桿）的螺栓進(jìn)行預(yù)緊固，將零件或組件（如發(fā)動機(jī)支架、飛機(jī)面板等）連接在一起。
螺栓的剪切強(qiáng)度和預(yù)緊力產(chǎn)生的（壓縮）法向接觸力和摩擦力限制了螺栓連接件之間的相對運(yùn)動。但由于機(jī)械振動、溫度載荷或制動和加速等時(shí)間變化載荷的作用，通過螺栓連接的組件通常會受到周期性載荷的影響。當(dāng)這些外部力沿螺栓軸線的垂直方向作用時(shí)
VDI2230關(guān)于被夾緊件柔度的計(jì)算分了多種不同的形式。在應(yīng)用過程中，嚴(yán)格區(qū)分/歸類實(shí)際螺栓連接的被夾緊件形式相對困難，特別是進(jìn)行編程設(shè)計(jì)自動計(jì)算時(shí)，如果按手冊解釋的各種類型的不同公式歸類進(jìn)行柔度計(jì)算，將非常難以實(shí)現(xiàn)。
但是，手冊也同時(shí)給出了一種解決任意復(fù)雜被夾緊件柔度的計(jì)算方法。就是將被夾緊件分割為等效變形錐和變形套環(huán)分別進(jìn)行計(jì)算。
本人在學(xué)習(xí)過程中，在任意被夾緊柔度計(jì)算方法的基礎(chǔ)上
問題：
在學(xué)習(xí)VDI2230對螺栓進(jìn)行強(qiáng)度評估校核過程中，涉及到一個(gè)知識點(diǎn)Ssym值，即螺栓偏心布置——螺栓軸線與被夾緊件的等效變形體軸線有一定偏離。通讀全文，關(guān)于Ssym的值如何計(jì)算，文中并未給出過多解釋。
個(gè)人理解：
本人在學(xué)習(xí)過程中，對于Ssym的理解和計(jì)算方式如下，請批評指正。
首先，對于一般螺栓連接夾緊模型，可以參考VDI2230關(guān)于變形錐和變形套筒的分割方式
SolidWorks有限元仿真-P3螺栓電子資料
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工程背景
</div><p><br></p><p>航空座椅作為飛機(jī)內(nèi)部的核心組件，其舒適性和安全性至關(guān)重要。在飛行過程中，座椅不僅為乘客提供舒適的乘坐環(huán)境，更承擔(dān)著保護(hù)乘客安全的重要職責(zé)。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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