預載荷分析的案例
設計仿真 | MSC Nastran帶預載荷的顫振分析
引言
MSC Nastran具備靜力學、動力學、非線性、優化、氣彈等功能全面的結構分析功能，在航空航天、汽車、船舶等各個行業均有廣泛的應用。
在氣動彈性分析方面，MSC Nastran具備靜氣彈、顫振、氣彈動響應、氣彈優化分析等多種功能，也支持考慮熱載荷、伺服等條件下的氣動彈性問題，請參考[1]。
本片內容主要是介紹帶有預載荷的顫振分析方法，主要包括兩類：
● 方法一：SOL106（或者SOL 153等求解序列）+SOL 145重啟動
● 方法二：SOL 400（2024.2新功能）
方法一
在之前的版本中，對于帶有預載荷的顫振分析（也包括熱載荷條件），均是采用SOL 106 +SOL 145重啟動的方式進行（熱載荷條件下的顫振分析則采用SOL 153+SOL145重啟動進行分析）。其中SOL 106用于預載荷的加載，而SOL 145用于在完成加載、得到更新后的結構剛度之后，完成顫振分析。
下圖是一個簡單的機翼模型（基于氣彈手冊中HA145E修改），其預載荷為右側弦向中央的一個Z向10N的載荷。
圖1 結構模型
圖2 SOL 106的計算模型
上圖為SOL 106計算模型的局部。此模型與常規分析沒有區別。用戶需要注意在提交計算時輸出“scr=no”以保留計算模型數據庫文件。
圖3 提交計算
下圖為重啟動分析采用SOL 145計算模型文件。
展開 多體動力學平衡狀態分析方法介紹
仿真模型中的部件初始位置和實際物理樣機部件位置相同，但進行平衡分析后，模型中的部件發生位移，和實際部件位置之間產生一定的位置偏差，導致仿真模型與實際不符。
為了解決這個問題，可以使用Simpack預載荷（Preload）分析功能。預載荷分析是通過修改力元的名義力，使其和部件的重力平衡達到平衡狀態。下面是預載荷分析和平衡分析之間的對比。
把這個平臺模型恢復到初始非平衡狀態，點擊預載荷分析按鈕，并在Preload對話框中設置需要計算力元的哪些方向數值（本例是全部方向），并點擊Perform Preload calculation按鈕進行計算，計算后的結果為下圖所示，可以看出四個彈簧力元的6分量力都有了名義力。
關閉該對話框，并在模型中打開一個力元的屬性對話框，發現計算后的力數值已經賦予到力元中。
對模型進行在線時域分析，發現部件沒有產生運動。
如果要把預載荷分析后的模型恢復為原始狀態，可以點擊Preload對話框中的Set Solver Preloads to zero按鈕即可實現。
3. 高級靜平衡分析
上述的靜平衡分析和預載荷對于一般的模型都能處理，但是對于一些復雜模型或者含有接觸的模型，那么這兩種方法就不一定能使模型達到靜平衡狀態。
例如，三個小球與漏斗部件接觸且小球之間也相互接觸，在重力作用下下落，相互之間產生接觸碰撞。
為這個模型中沒有可計算名義力的力元，所以不能使用預載荷分析。對這個模型進行靜平衡分析，得到的殘余加速度為9.81，即重力加速度，說明模型沒有處于平衡狀態。那么，如何解決呢？
打開求解器對話框，在Equilibrium類別中發現靜平衡使用的求解器方法是Newton法，該方法通過力學計算得到靜平衡的解。
展開 螺栓預緊載荷..
4）螺栓預緊反力
在后處理中使用Probe tool可以提取螺栓預緊結果信息
5）螺栓預緊單元可視化
PRE179號螺栓預緊單元實際上只是約束方程，可以如下步驟將這些約束顯 示在FE模型上
選擇Solution Information分支，在Details窗口中，設置FE
Connection Visibility
Activate Visibility =“Yes” Display = “All FE Connectors”
6）求解器輸出中也列出每個螺栓預緊界面重要預緊設置的概覽信息
4、通過Joint技術實現螺栓預緊
在某些大變形的情況下，螺栓本身會產生大轉動時，約束方程可能就不能產生好的效果了。這種情況下可以考慮使用Joint技術中的螺栓預緊選項
-支持預拉和預扭載荷下的大轉動
-支持后續載荷步的鎖定
-預載荷螺栓需要在分析之前進行切分
-切分開的兩個面使用 cylinderjoint連接起來
-預拉載荷通過Joint Load施加（FJ，FZ）
-載荷可以通過DJ,,UZ,%_FIX%和 DJ,,ROTZ,%FIX%進行鎖定
通過Joint技術實現螺栓預緊
展開 NX Nastran 施加螺栓預緊力載荷的方法
NXCAE前處理模塊，提供了Bolt
Pre-load載荷，可以很方便地對螺栓添加預緊力載荷。
視頻中的例子，展示了螺栓連接的兩塊板子在預緊力作用下的應力分析。
Example1：板子采用3D實體單元，接觸面采用Surface to Surface
Contact。
Example2：板子采用2D殼單元，接觸面采用CGAP單元。
視頻鏈接>>NX Nastran 施加螺栓預緊力載荷的方法
【螺栓預緊力加載后工作載荷如何施加】
問題描述：兩塊板solid1和solid2 通過螺栓bolt連接，solid 1 左側上部分和下部分約束xyz位移，工作載荷pressure加載于solid2右側的上、下部分，圖1所示，其中solid 1、solid 2和bolt相關位置均定義contact接觸。
螺栓施加預緊力見圖2.
預緊力大小16000N，工作載荷轉換為螺栓軸向力約60000N。
圖1
tools---bolt preload 施加預緊力
圖2
圖2 局部放大
loadcase設置如下
進行非線性接觸分析，結果位移云圖
始終不明白錯誤在哪。求大神指教！
PS：mpc法螺栓預緊力原理
始終不明白錯誤在哪。求大神指教！我擔心是預緊力施加后自動生成的控制節點不能將工作載荷press傳遞到左側，急求指教！
MPC螺栓預緊力.pdf
展開 漢航NTS.LAB Link 預試驗分析模塊
圖4 掃頻激勵與響應
圖5 猝發隨機激勵與響應
3
試驗分析的意義和應用背景
傳感器優化布置，是指在使用最少測試自由度條件下，能夠測得關心階次下的結構模態，使測得的各階模態在振型上具有較好的區分度。常見的使用場景有：
（1）外場試驗測試的硬件條件有限，如：測試通道不足或測試結構較輕不適合大量布置傳感器；
（2）對于結構（如橋梁等）的健康監測，使用合理的少量傳感器和測試通道數，可有效減低成本和在線處理數據量。
虛擬測試，是指在有基本準確的有限元模型的前提下，采用NTS.LAB Link軟件中的虛擬測試功能可在不進行實測的情況下：
（1）預分析不同載荷信號激勵下的結構響應情況；
（2）查看不同激勵信號下結構各部位的響應幅值情況；
（3）載入真實載荷信號激勵可得到結構在該載荷下的響應。
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展開 螺栓預緊力&Workbench螺栓預緊力分析 ￥10
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</div><p>7 <strong>workbench螺栓預緊力分析：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
分析實例及過程如下
</div><p><br></p>
展開 基于Hyperworks+Abaqus創建螺栓預緊力案例分析 ￥30
<p> 螺栓預緊力是屬于裝配載荷中的一類，它可以用來仿真結構中緊固件上的載荷。通常施加在用戶定義的預拉伸截面上。總體而言預緊的螺栓分類兩類：1D螺栓、3D螺栓。</p><p> 輸入文件用法∶使用以下選項定義通過梁或者桿單元模擬的緊固件上的裝配載荷。本案例重點講解如何創建1D螺栓預緊力。</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg" title="預緊力-2.jpg" alt="預緊力-2.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg"> 左圖為施加預緊力，右圖為不施加預緊力。
</div><p><br></p>
展開 基于hyperworks/ncode支架正弦波循環載荷/白噪聲載荷E-N疲勞壽命分析 ￥15
靜強度分析：在hypermesh中首先將用戶界面選optistruct，然后對三維實體模型抽取中面然后進行單元網格劃分得到有限元模型，約束在螺栓孔連接處在1D面板中采用Bolt命令實現螺栓連接，零件之間的焊接單元采用1D面板中的rigid命令或者spot命令，支架的頂面采用rbe3命令一點與該面上所有的點進行耦合，權重值為1，將力施加到該點上。將材料屬性，網格劃分，約束及加載，分析步等設置好以后提交進行計算分析。其中，網格劃分時對于圓孔位置先對幾何體采用washer處理。
Vonmises應力云圖
應變云圖
E-N疲勞壽命分析：基于應力或者應變疲勞分析的損傷和壽命可以用來作為設計標準。在疲勞壽命分析部分，主要是結合前面在hyperworks中靜態強度CAE分析下的相應結果文件，導入到Ncode軟件中進行相關疲勞分析，進而得到支架在循環載荷（正弦波循環載荷/白噪聲載荷)下的疲勞壽命，從而作為工程結構改進的理論依據。
展開 基于hyperworks/ncode支架正弦波循環載荷/白噪聲載荷S-N疲勞壽命分析 ￥15
靜強度分析：在hypermesh中首先將用戶界面選optistruct，然后對三維實體模型抽取中面然后進行單元網格劃分得到有限元模型，約束在螺栓孔連接處在1D面板中采用Bolt命令實現螺栓連接，零件之間的焊接單元采用1D面板中的rigid命令或者spot命令，支架的頂面采用rbe3命令一點與該面上所有的點進行耦合，權重值為1，將力施加到該點上。將材料屬性，網格劃分，約束及加載，分析步等設置好以后提交進行計算分析。其中，網格劃分時對于圓孔位置先對幾何體采用washer處理。
Vonmises應力云圖
位移云圖
S-N疲勞壽命分析：基于應力或者應變疲勞分析的損傷和壽命可以用來作為設計標準。在疲勞壽命分析部分，主要是結合前面在hyperworks中靜態強度CAE分析下的相應結果文件，導入到Ncode軟件中進行相關疲勞分析，進而得到支架在循環載荷（正弦波循環載荷/白噪聲載荷)下的疲勞壽命，從而作為工程結構改進的理論依據。
展開 基于hyperworks/ncode支架正弦波循環載荷/白噪聲載荷E-N疲勞壽命分析 ￥15
靜強度分析：在hypermesh中首先將用戶界面選optistruct，然后對三維實體模型抽取中面然后進行單元網格劃分得到有限元模型，約束在螺栓孔連接處在1D面板中采用Bolt命令實現螺栓連接，零件之間的焊接單元采用1D面板中的rigid命令或者spot命令，支架的頂面采用rbe3命令一點與該面上所有的點進行耦合，權重值為1，將力施加到該點上。將材料屬性，網格劃分，約束及加載，分析步等設置好以后提交進行計算分析。其中，網格劃分時對于圓孔位置先對幾何體采用washer處理。
Vonmises應力云圖
應變云圖
E-N疲勞壽命分析：基于應力或者應變疲勞分析的損傷和壽命可以用來作為設計標準。在疲勞壽命分析部分，主要是結合前面在hyperworks中靜態強度CAE分析下的相應結果文件，導入到Ncode軟件中進行相關疲勞分析，進而得到支架在循環載荷（正弦波循環載荷/白噪聲載荷)下的疲勞壽命，從而作為工程結構改進的理論依據。
展開 
螺釘預緊分析
論壇找到想看需要N多分，此地址是我百度上找的，一樣但免費
http://wenku.baidu.com/link?url=-iARB3WV5jvHJlNuWDYgsNX4bEfh4BUuLuwJaoKJ78AERBM4N1H-zjWW1fnb3B4NuM1W4ThAgPS1RfFSwlhrPR7t4rLSTLtoyZ8xPKEkGfm
螺栓預緊力分析-ABAQUS
一般來說，當擰緊螺栓時，應用適當的扭矩來給予預緊力。有多種方法可以將這種預緊力應用到分析中。在本文中，我們介紹ABAQUS中提供的“Bolt-Load”功能來實現預緊力的施加。
一般來說，螺栓結構暴露在各種載荷條件下。例如:剪切荷載、彎曲荷載、拉伸荷載、扭轉荷載以及這些荷載的組合。在此分析中，將應用于有預緊力和無預緊力的螺栓結構的拉伸進行分析和比較。建立該練習模型是為了了解螺栓緊固結構的模型以及如何施加預緊力。下面按照一般 Abaqus/CAE 建模仿真步驟進行：
1.幾何建模（part）：
螺栓緊固模型是一個由三個組件組成的組件:支架，法蘭和螺栓。
在螺栓模型中，為了施加螺栓預緊力，必須對螺栓桿的中間部分進行分區，并創建中心軸，如圖所示。
2.賦予材料參數（property）：
創建材料和截面屬性并賦予：鋁(法蘭和支架)和不銹鋼(螺栓)
3.裝配（Assembly）：
4.分析步(step)
分析包括兩個step。step1對螺栓施加預拉力，step2對模型添加拉伸載荷。
展開 螺栓預緊力分析
來源于微信公眾號“abaqus慢慢來”
WB13.0螺栓疲勞校核（接觸分析，螺栓預緊力，疲勞分析模）
高強螺栓結構應力與疲勞校核分析報告.zip
高強螺栓的疲勞分析校核。應用WB自帶的疲勞分析模塊，對螺栓進行應力分析和疲勞校核。
特點：疲勞分析模塊的應用；螺栓預緊力；對稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業隱私，和單位法規的規定，隱去報告中含有隱私的 部分，望大家見諒和理解，歡迎大家討論，共同進步。
