螺栓預(yù)緊的案例
ANSYS的lsdyan中螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension加載
? 若為同一梁連接同時定義了 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，分析時僅使用最后定義的那個。
螺栓預(yù)緊載荷..
1、預(yù)緊扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系
預(yù)緊力Qp 的數(shù)值應(yīng)根據(jù)載荷性質(zhì)、連接剛度等條件確定,在使用中所施加的預(yù)緊力是由旋緊螺帽所施加的扭矩T 給出，T 可以使用測力扳手在旋緊螺帽時測出;擰緊力矩T 等于螺旋副間的摩擦阻力矩T1和螺母環(huán)形端面與被連接件（或墊圈）支承面間的摩擦阻力矩T2 之和，即
螺旋副間的摩擦力矩為
螺母與支承面間的摩擦力矩為：
2、預(yù)緊力的施加原理-預(yù)緊單元
1）當(dāng)你要建模一個螺栓結(jié)構(gòu)時，重要的一點(diǎn)是要在螺栓中考慮由于擰緊螺栓 所產(chǎn)生的預(yù)拉伸（或預(yù)載荷）。
程序提供了為模擬螺栓預(yù)緊提供了方便的方法
-自動在螺栓體網(wǎng)格模型中部截面節(jié)點(diǎn)上斷開連接（只支持3D實(shí)體或線體）；
-通過約束方程重新連接這些節(jié)點(diǎn)；
-使用約束方程定義一個數(shù)學(xué)位移，用于表示產(chǎn)生用戶定義的預(yù)載荷。
展開 lsdyna中動力松弛-螺栓預(yù)緊力加載-soild
1.問題描述
前面計算了螺栓連接為beam方式建立的方法，當(dāng)前考慮螺栓為實(shí)體螺栓，當(dāng)一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預(yù)緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應(yīng)力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網(wǎng)格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內(nèi)的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規(guī)方法在lsdyan中，只能在0.001s內(nèi)施加螺栓預(yù)緊力，組件在短時間內(nèi)受到螺栓預(yù)緊力的作用就會在后期產(chǎn)生抖動，對于后續(xù)加載的沖擊碰撞等載荷后產(chǎn)生影響，那么如何消除這個現(xiàn)象？
3.模型處理
實(shí)體螺栓模型需要將螺栓設(shè)置表面印記，將螺栓的圓柱部分切割出來，建立局部坐標(biāo)系，加載螺栓預(yù)緊力，加載的載荷只能是應(yīng)力值，結(jié)果為預(yù)緊力/截面積
4.lsdyna螺栓驗(yàn)證
建立螺栓模型，加載預(yù)緊力的應(yīng)力之后，看到結(jié)果中螺栓被分成兩端，并重合擠壓，得到需要的螺栓預(yù)緊力，所以需要考慮設(shè)置中shear and bending
5.動力松弛+螺栓預(yù)緊力
建立動力松弛，其中設(shè)置為隱式算法并加載螺栓預(yù)緊力
結(jié)果如下，可以看到兩側(cè)被擠壓，整體有微小的抖動，但是并不明顯，整體的應(yīng)力比較穩(wěn)定
6.靜力學(xué)+動力松弛方法加載預(yù)緊力
6.1靜力學(xué)計算
預(yù)緊力中載荷加載和靜力學(xué)相同，為切斷圓柱方式，按照常規(guī)方式在靜力學(xué)中加載螺栓預(yù)緊力100N，獲取靜力學(xué)的變形
6.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學(xué)變形，再添加一個lsdyna模塊，將結(jié)果導(dǎo)入lsdyna，如圖所示。得到的結(jié)果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預(yù)添加受力的變形了.
展開 螺栓預(yù)緊力，墊片壓縮回彈特性，螺栓預(yù)緊力衰減，螺栓不同順序加載案例 ￥100
通過本案例可以學(xué)習(xí)了解螺栓預(yù)緊力，墊片壓縮回彈特性，螺栓預(yù)緊力衰減，螺栓不同順序加載
螺栓預(yù)緊力加載全攻略
在 CAE-ANSYS 的模擬分析中，螺栓預(yù)緊力的加載是一項(xiàng)關(guān)鍵操作，它直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。今天，咱們就來深入聊聊 CAE-ANSYS 中螺栓預(yù)緊力的加載方法和那些不能忽視的注意事項(xiàng)。
一、螺栓受力大揭秘
在實(shí)際應(yīng)用里，螺栓主要負(fù)責(zé)連接兩個零件，它的受力方式大致分為兩類。
1. 上下拉伸力：當(dāng)兩塊板子上下受力時，螺栓就會受到上下方向的拉伸力。要是受力過大導(dǎo)致螺栓損壞，那就是抗拉強(qiáng)度不足。想象一下，把兩塊木板用螺栓垂直連接起來，然后使勁拉開，螺栓承受的就是這種力。
2. 水平受力細(xì)分：水平左右受力還得細(xì)分。要是螺栓處于壓緊狀態(tài)，板子之間的摩擦力主要靠螺栓的壓緊力提供，這時候螺栓還是主要受拉伸力。但要是螺栓很松，或者螺桿和圓孔發(fā)生碰撞，螺栓可就變成受剪切力了，損壞原因就是抗剪切強(qiáng)度不夠。比如在一個設(shè)備的振動部件連接中，如果螺栓松動，就很容易出現(xiàn)這種情
二、螺栓預(yù)緊力計算原理詳解
在 ANSYS 里添加好模型后，給螺栓施加預(yù)緊力有不少細(xì)節(jié)要注意。
1.施加位置：螺栓預(yù)緊力（bolt pretension）要加在螺栓的外圓柱面上。大家可以理解為，在螺栓的 “側(cè)面” 進(jìn)行受力添加操作。
2.計算原理：具體計算時，會把螺桿的圓柱體按照面的選擇平均切成兩部分。計算過程中，這兩個圓柱體上下擠壓重疊，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的加載。就好比把一根香腸從中間一分為二，然后讓這兩段香腸上下擠壓，模擬出預(yù)緊的效果。
三、模型常見問題及解決妙法
（一）螺栓太長的麻煩
有一種情況很讓人頭疼，就是螺栓太長，而且全部長度都在一側(cè)。當(dāng)給這樣的螺栓施加預(yù)緊力后，螺柱雖然被分成了兩部分，但兩部分的收縮都集中在一側(cè)內(nèi)部，這樣得出的結(jié)果肯定是錯的。從實(shí)際效果看，螺栓對上面平板的擠壓力會變得非常小。
展開 干貨 | ANSYS Workbench中一種螺栓預(yù)緊力施加方法
圖3 粗糙“Rough”接觸方式
4.網(wǎng)格劃分
螺栓頭、螺栓桿和螺母采用拓?fù)涔蚕恚?em>螺栓與法蘭接觸區(qū)域采取局部控制，網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖4所示。
圖4 網(wǎng)格劃分結(jié)果
5.螺栓預(yù)緊力施加
上下法蘭受螺栓預(yù)緊力，法蘭內(nèi)側(cè)面受5MPa壓強(qiáng)，上法蘭上端面受1000N拉力。載荷的施加分三個載荷步，第一個載荷步施加4000N的螺栓預(yù)緊力，第二和第三載荷步設(shè)置為“LOCK”狀態(tài)，其他兩個外載荷均在第三個載荷步施加。螺栓預(yù)緊力施加方法如圖5所示。
圖5 螺栓預(yù)緊力施加
6.法蘭與墊片接觸結(jié)果
（a）接觸狀態(tài) （b）接觸壓力
（c）接觸間隙 （d）接觸滲透
圖6法蘭與墊片接觸結(jié)果
展開 lsdyna中動力松弛-螺栓預(yù)緊力加載-beam
1.問題描述
當(dāng)一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預(yù)緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應(yīng)力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網(wǎng)格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內(nèi)的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規(guī)方法在lsdyan中，只能在0.001s內(nèi)施加螺栓預(yù)緊力，組件在短時間內(nèi)受到螺栓預(yù)緊力的作用就會在后期產(chǎn)生抖動，對于后續(xù)加載的沖擊碰撞等載荷后產(chǎn)生影響，那么如何消除這個現(xiàn)象？
3.動力松弛方式加載
3.1建立梁連接
在螺栓添加之間建立一個梁連接，設(shè)置好對應(yīng)的接觸面，梁連接的好處是僅僅考慮質(zhì)量慣性，沒有自身的彎曲，預(yù)緊力中載荷加載和靜力學(xué)相同，為切斷圓柱方式.
3.2加載動力松弛
在設(shè)置中可以添加dynamic relaxation，并且添加bolt pretension，設(shè)置如下所示，其中動力松弛中的方法設(shè)置為implicit隱式算法，螺栓預(yù)緊力中添加螺栓載荷.
3.3結(jié)果查看
在lsdyna中計算0.01s的時間，查看變形和應(yīng)力結(jié)果，可以看到螺栓預(yù)緊力將兩個梁壓彎，但是并沒有產(chǎn)生過大的抖動，達(dá)到了初始預(yù)緊力的加載需求
4.靜力學(xué)+動力松弛方法加載預(yù)緊力
4.1靜力學(xué)計算
按照常規(guī)方式在靜力學(xué)中加載螺栓預(yù)緊力100N，獲取靜力學(xué)的變形
4.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學(xué)變形，再添加一個lsdyna模塊，將結(jié)果導(dǎo)入lsdyna，如圖所示。得到的結(jié)果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預(yù)添加受力的變形了.
展開 基于Abaqus的螺栓預(yù)緊力仿真分析
螺栓作為工程實(shí)際中最常見的一種連接件，在工程結(jié)構(gòu)中扮演了非常重要的角色，如航空航天、基礎(chǔ)設(shè)施、船舶、汽車、特種設(shè)備等安全性要求較高的行業(yè)領(lǐng)域。螺栓做關(guān)鍵部位的緊固件時，工程師希望能直接準(zhǔn)確的檢測與控制螺栓的軸向應(yīng)力，以保證其工作的安全性與可靠性。
螺栓預(yù)緊力就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作用下的螺栓與被聯(lián)接件之間產(chǎn)生的沿螺栓軸心線方向的預(yù)緊力。對于一個特定的螺栓而言，其預(yù)緊力的大小與螺栓的擰緊力矩、螺栓與螺母之間的摩擦力、螺母與被聯(lián)接件之間的摩擦力相關(guān)。
預(yù)緊可以提高螺栓連接的可靠性、防松能力和螺栓的疲勞強(qiáng)度，增強(qiáng)連接的緊密性和剛性。事實(shí)上，大量的試驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)證明：較高的預(yù)緊力對連接的可靠性和被連接的壽命都是有益的，特別對有密封要求的連接更為必要。當(dāng)然，俗話說得好，“物極必反”，過高的預(yù)緊力，如若控制不當(dāng)或者偶然過載，也常會導(dǎo)致連接的失效。因此，準(zhǔn)確確定螺栓的預(yù)緊力是非常重要的。通過CAE仿真能夠有效模擬分析螺栓預(yù)緊的施加。
在Abaqus中常用以下兩種方式進(jìn)行螺栓預(yù)緊計算：
1、在Load功能模塊中施加螺栓載荷；
使用螺栓載荷（boll load）可以模擬螺釘?shù)?em>預(yù)緊力和各種均勻預(yù)應(yīng)力。定義螺栓載荷時，需要制定一個受力截面，以及載荷的方向和大小。施加螺栓載荷的方式有以下三種：
a、Applt force:指定預(yù)緊力。
b、Adjust length調(diào)整螺栓長度。
c、Fix at current length:保持螺栓當(dāng)前長度。
展開 直播課 | Marc快捷高效的螺栓預(yù)緊力定義方法
- 螺栓預(yù)緊力仿真涉及的問題
- 螺栓預(yù)緊力仿真及承載流程
- 以beam單元螺栓預(yù)緊力快速定義方法
- 以實(shí)體單元螺栓預(yù)緊力快速定義方法
- 實(shí)例演示：多方向，多螺栓結(jié)構(gòu)模型預(yù)緊力分析案例演示
03/適合誰來參加？
螺栓預(yù)緊力&Workbench螺栓預(yù)緊力分析 ￥10
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</div><p><strong>1 螺栓預(yù)緊力：</strong><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent;">就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作用下的螺栓與被聯(lián)接件之間產(chǎn)生的沿螺栓軸心線方向的預(yù)緊力。對于一個特定的螺栓而言，其預(yù)緊力的大小與螺栓的擰緊力矩、螺栓與螺母之間的摩擦力、螺母與被聯(lián)接件之間的摩擦力相關(guān)。</span></p><p><strong>2 目的：</strong>預(yù)緊可以提高螺栓連接的可靠性、防松能力和螺栓的疲勞強(qiáng)度，增強(qiáng)連接的緊密性和剛性。事實(shí)上，大量的試驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)證明：較高的預(yù)緊力對連接的可靠性和被連接的壽命都是有益的，特別對有密封要求的連接更為必要。當(dāng)然，俗話說得好，“物極必反”，過高的預(yù)緊力，如若控制不當(dāng)或者偶然過載，也常會導(dǎo)致連接的失效。因此，準(zhǔn)確確定螺栓的預(yù)緊力是非常重要的。
展開 『原創(chuàng)』螺栓預(yù)緊力
螺栓預(yù)緊力
請問在ＡＮＳＹＳ中怎么用溫度方法加螺栓預(yù)緊力，有什么資料請推薦一下，非常感謝？
不同螺栓預(yù)緊力下數(shù)控轉(zhuǎn)臺臺面振動分析
為了節(jié)省計算時間，對螺栓接觸區(qū)域網(wǎng)格細(xì)化（即壓塊、螺栓、螺母及轉(zhuǎn)臺底座接觸區(qū)域網(wǎng)格細(xì)化），圖1(b)為劃分的整體網(wǎng)格圖。設(shè)置螺栓與壓塊、壓塊與轉(zhuǎn)臺底座、壓塊與床身及轉(zhuǎn)臺底座與床身的接觸，摩擦系數(shù)取0.12，設(shè)置邊界條件為床身底面完全固定。
查閱六角頭螺栓強(qiáng)度等級、預(yù)緊力及預(yù)緊力矩對照表，等級為3.6級的M16螺栓最大扭矩可達(dá)到69.63Nm，等級為8.8級的M16螺栓最大扭矩可達(dá)210.84Nm，為方便計算，設(shè)定預(yù)緊力矩為3.2Nm、32Nm及64Nm。在ABAQUS軟件中，由于預(yù)緊力矩?zé)o法直接添加，故通過施加螺栓載荷來加載預(yù)緊力，圖2為螺栓預(yù)緊力的加載位置，四個螺栓施加相同大小的預(yù)緊力。
2 預(yù)緊力下轉(zhuǎn)臺與主機(jī)螺栓連接強(qiáng)度分析
2.1 緊螺栓連接強(qiáng)度計算
根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊[8]，受預(yù)緊力作用的螺栓連接，其危險界面的拉伸強(qiáng)度可根據(jù)下式計算：
其強(qiáng)度計算結(jié)果如表2所示。
2.2 靜應(yīng)力結(jié)果分析
螺栓連接的最大應(yīng)力由理論分析可快速計算得到，但螺栓連接中具體受力狀況難以獲得。采用ABAQUS來分析預(yù)緊力作用下的數(shù)控轉(zhuǎn)臺與主機(jī)螺栓強(qiáng)度。在不同預(yù)緊力下最大應(yīng)力結(jié)果如表2所示，為節(jié)省篇幅，只給出了圖3所示的螺栓載荷設(shè)定20kN時的仿真結(jié)果。從圖中可以看出最大應(yīng)力值為164.2MPa，螺栓連接中應(yīng)力最大部位主要在兩個地方：1）螺栓端面與連接件接觸的直角處，此處存在應(yīng)力集中；2）螺栓與螺母旋合第一圈處，此處受載最大。
本文采用螺栓螺距為1.5mm，將螺栓桿與螺母綁定處作為第一圈螺紋位置，沿螺栓軸取9個點(diǎn)，分別表示螺紋旋合后的9圈螺紋位置，并在后處理中繪制這些點(diǎn)的應(yīng)力圖，查看其應(yīng)力變化。
展開 Ansys 案例研究 | 使用螺栓預(yù)緊力對象連接法蘭
本視頻演示了如何使用線體定義兩個法蘭之間的螺栓，并設(shè)置螺栓預(yù)緊力對象。
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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。
基于Hyperworks+Abaqus創(chuàng)建螺栓預(yù)緊力案例分析 ￥30
<p> 螺栓預(yù)緊力是屬于裝配載荷中的一類，它可以用來仿真結(jié)構(gòu)中緊固件上的載荷。通常施加在用戶定義的預(yù)拉伸截面上。總體而言預(yù)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(xiàng)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(diǎn)講解如何創(chuàng)建1D螺栓預(yù)緊力。</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg" title="預(yù)緊力-2.jpg" alt="預(yù)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(yù)緊力，右圖為不施加預(yù)緊力。
</div><p><br></p>
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