Interference Fit的案例
螺紋連接強度計算
兩種特殊的方法使用
1 shrink——自動解決兩個接觸表面的過盈干涉
——只在第一步分析步中可以設置，而且不能用于自接觸
2 pressure——有效解決壓力穿透問題
——先設置壓力穿透接觸，在達到100Pa壓強時停止穿透量的增加
分析步的設置
1 消除初始過盈，建立接觸
要點——分析步給多，讓接觸逐步建立起來
——接觸的設置過程中，將“interference fit”進行調整
2 改變接觸表面的摩擦系數（由0到0.1）
要點——更改接觸屬性，建立摩擦
3 加入壓力穿透條件，限制變形量
要點——對接觸屬性進行進一步加強
——加入管道壓力pressure
——pressure的值與fluid pressure一致
4 對管道連接進行強制拉伸
要點——修改位移邊界條件
最后的接觸力變化結果如下
小結
1 螺紋連接被廣泛的應用在管道連接等工業上，它們必須要能夠承受像大范圍的力值變化等各種情況：螺紋嚙合力、扭矩、彎矩、軸向抽出力、內部壓力、過載條件、流體泄露等；
2 考慮問題的時候要全面，除了螺栓預緊力之外，初始的過盈、逐步接觸時的壓力穿透、內外的強制壓力，軸向的拉拔力等都要考慮在內；
展開 過盈連接平均接觸壓力計算
1.2.理論計算公式
1）包容件（套筒）直徑變化量e1
2）被包容件直徑變化量e2
3）有效過盈量δ
由上述公式可以得到，接觸壓力的理論計算公式如下
過盈連接計算用的符號含義如下所示
2.過盈配合平均接觸壓力有限元計算
Abaqus中，Interference fit負值表示過盈，正值表示間隙（注意定義過盈量時要使用幅值曲線）。如果要輸出接觸對的反力，需要在Step模塊中設置歷史變量輸出。
2.1.過盈接觸設置
2.2.邊界條件
取包容件與被包容件的一半進行建模，在截斷面處施加軸向約束。假設過盈連接段結合長度為100mm。
2.3.等效應力云圖
2.4.接觸壓強
2.5.接觸力
該過盈連接的接觸力為177kN，可計算得平均接觸壓強為14.09MPa。
來源：DeepFEA
展開 Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量
（二）*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。此關鍵詞的使用方法為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
……
*AMPLITUDE，NAME = <幅值曲線的名稱 >
……
*STEP
……
*CONTACT INTERFERENCE，AMPLITUDE = <幅值曲線的名稱 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >，<過盈量或間隙量 >
……
*END STEP
其中，參數<過盈量或間隙量 >為負值表示過盈量，正值表示間隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE類似于施加載荷，不能在initial分析步中對其進行定義，而只能在后續分析步中定義。
☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，點擊Edit Interaction對話框底部的Interference fit，如圖2所示：
圖2 過盈設置
如果在分析結果中看到，使用 *CONTACT INTERFERENCE所定義的過盈接觸沒有在模型中起作用，則有可能是以下原因引起的：
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默認的幅值曲線Ramp（從1降至0），而要使用自定義的幅值曲線，使過盈接觸的幅值在整個分析步中從0到1逐漸增大。
展開 Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量
（二）*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。此關鍵詞的使用方法為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
……
*AMPLITUDE，NAME = <幅值曲線的名稱 >
……
*STEP
……
*CONTACT INTERFERENCE，AMPLITUDE = <幅值曲線的名稱 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >，<過盈量或間隙量 >
……
*END STEP
其中，參數<過盈量或間隙量 >為負值表示過盈量，正值表示間隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE類似于施加載荷，不能在initial分析步中對其進行定義，而只能在后續分析步中定義。
☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，點擊Edit Interaction對話框底部的Interference fit，如圖2所示：
圖2 過盈設置
如果在分析結果中看到，使用 *CONTACT INTERFERENCE所定義的過盈接觸沒有在模型中起作用，則有可能是以下原因引起的：
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默認的幅值曲線Ramp（從1降至0），而要使用自定義的幅值曲線，使過盈接觸的幅值在整個分析步中從0到1逐漸增大。
展開 
Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量（轉載為自己整理）
（二）*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。此關鍵詞的使用方法為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
……
*AMPLITUDE，NAME = <幅值曲線的名稱 >
……
*STEP
……
*CONTACT INTERFERENCE，AMPLITUDE = <幅值曲線的名稱 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >，<過盈量或間隙量 >
……
*END STEP
其中，參數<過盈量或間隙量 >為負值表示過盈量，正值表示間隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE類似于施加載荷，不能在initial分析步中對其進行定義，而只能在后續分析步中定義。
☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，點擊Edit Interaction對話框底部的Interference fit，如圖2所示：
圖2 過盈設置
如果在分析結果中看到，使用 *CONTACT INTERFERENCE所定義的過盈接觸沒有在模型中起作用，則有可能是以下原因引起的：
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默認的幅值曲線Ramp（從1降至0），而要使用自定義的幅值曲線，使過盈接觸的幅值在整個分析步中從0到1逐漸增大。
展開 abaqusO形環接觸表面初始過盈的幾種處理方法
圖9 過盈量設置
在Interference Fit Options對話框中，不能用默認設置。選擇“Gradually remove slave node overclosure during the step”，然后，Abaqus自動調整干涉部分，不用指定過盈量。
圖10 分析步中逐步調整重疊部分
以上設置可以使Abaqus解決初始過盈問題。
圖11 逐漸解決初始過盈的問題
還可以使用無應變調整來解決過盈問題，使用“Edit”對話框。“SlaveAdjustment”選項卡中， 默認設置為“No adjustment”(圖12)。
圖12 接觸對的無應變調整
選擇“Adjust only to remove overclosures”，刪除過盈點，但保留小間隙。還可選擇"Specify tolerance for adjustment zone”設置一個調整公差，在公差范圍內的所有從屬節點將被移到主面上。最后一個選項是“Adjust slave nodes in set”，在從面上的指定集合中的有節點都被移動到主面上，沒有在該集合中的節點不會移動，因此初始過盈仍然可能存在。
檢查模型的受壓情況
不僅要知道O形環在調整初始過盈時是如何變形的，還要知道其受壓情況。要做到這一點，需要使用Abaqus中的壓力滲透選項。對于一個面對面接觸，壓力滲透只在接觸壓力為0的接觸面上定義。如果壓力使接觸點分離，接觸壓力在另一個節點上變成零，壓力就會滲透，也會被應用到那個節點上。
在本例中，為了承受壓力引起的大變形，O形環需要更精細的網格。O形環的每一面都有一個面對面接觸。在分析的第一步中，設置如上文所述的過盈配合并且增加了一個分析步設置壓力滲透。對于每個接觸對，都需要設置壓力滲透選項。
展開 螺栓連接鈑金應力的CAE評價方法
螺栓模型與應力計算模型不僅限定于本文中的模型，可以根據應力計算模型是否考慮螺栓和鈑金的材料(identical or different materials)、接觸面的摩擦(frictionless or frictional)、直徑的間隙(advancing contact clearance fit or receding interference fit)、鈑金的尺寸(infinite or finite plate)以及材料構成法法則(elastic or plastic)，選取合適的理論或經驗的計算方法。王克峰等的調差報告可為選定應力計算模型的提供參考。
2 基于螺釘與平板的接觸力學的應力計算模型
我們的螺栓連接鈑金的應力評價方法的應力計算模型采用了Ciavarella and Decuzzi的螺釘與平板的接觸力學。該理論適用于螺釘與平板是不同的彈性體，兩個彈性體沒有接觸摩擦，螺栓與平板孔的初始直徑是從間隙配合到過盈配合的條件。
3 關于FEM的螺栓模型的檢討
螺絲（螺栓）利用3D形狀建模時，需要龐大的單元數和復雜的接觸計算，因此大多數情況下考慮的是簡化的模型。在這里利用最常用的Beam近似方法嘗試FEM的鈑金解析。螺栓的Beam近似方法是將螺栓從頭部到螺紋部為止作為彈性體的Beam，Beam的兩端節點分別與鈑金的Pin孔以及固定部用剛體連接。
首先，關于圖3中的Single固定螺栓的鈑金問題，本Scheme與FEM在解析精度以及計算規模進行比較。螺栓與Pin孔徑為一致的配合狀態（neat-fit）。
表1表示為基于兩個方法的解析結果。本Scheme的計算是已知螺栓傳播載荷，所以利用公式（1）～（3） 計算接觸角、接觸中心的壓力p0以及螺栓孔的周方向應力。FEM解析利用的是彈性體接觸。
展開 Abaqus常用小技巧匯總
答：
----------------------------------------
*CONTACT INTERFERENCE
----------------------------------------
此關鍵詞的使用方法為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
……
*AMPLITUDE，NAME = <幅值曲線的名稱 >
……
*STEP
……
*CONTACT INTERFERENCE，AMPLITUDE = <幅值曲線的名稱 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >，<過盈量或間隙量 >
……
*END STEP
其中，參數<過盈量或間隙量 >為負值表示過盈量，正值表示間隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE類似于施加載荷，不能在initial分析步中對其進行定義，而只能在后續分析步中定義。
☆ ABAQUS/CAE操作： Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，點擊Edit Interaction對話框底部的Interference fit。
如果在分析結果中看到，使用 *CONTACT INTERFERENCE所定義的過盈接觸沒有在模型中起作用，則有可能是以下原因引起的：
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默認的幅值曲線Ramp（從1降至0），而要使用自定義的幅值曲線，使過盈接觸的幅值在整個分析步中從0到1逐漸增大。
展開 從安全壽命到損傷容限—飛機結構設計的觀念變化與演進（下）
美國聯邦航空局適航規范中，無強制性的預存裂紋尺寸規定，其用意在讓飛機制造商可依據不同的結構型態，彈性選擇合宜的預存裂紋尺寸，譬如采干涉配合(Interference Fit)的鉚釘孔，其預存裂紋就可假設為半徑0.076厘米的四分之一圓。
損傷容限破損安全設計下，規定的預存裂紋初始長度與形狀
飛機制造商對預存裂紋的非破壞性能力，需達到“百分之九十五∕百分之九十”的標準，意思是檢驗人員必需在百分之九十五的信心水平(Confidence Level)下，達到百分之九十的裂紋檢出率(probability)，也就是說：由一群體(population)中挑出100件裂紋樣本進行檢驗時，至少能正確檢出90件;而在100次程序相同的檢驗中，達到上述檢出率的次數不少于95次。如果飛機制造商對更小的預存裂紋也滿足上述條件，美國空軍和聯邦航空局都同意使用較規定更小的預存裂紋尺寸。
定期檢查
“損傷容限”設計下的飛機結構安全與否，取決于檢驗人員能否及時發現裂紋，故需有定期檢查的密切配合。美國聯邦航空局于1981年5月發布的服務通報AC 91.56中，對檢查現役飛機結構的補充性檢查文件(Supplement Inspection Document)，提出訂定指導原則。通報中表示應運用破壞力學(Fracture Mechanics)的方法，制訂此項文件。
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