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本例中涉及到螺栓與法蘭以及法蘭與墊片之間的接觸行為。4.載荷和邊界條件本例中采用的均是對稱模型進行分析。材料力學的受力分析中假設對稱面上的變形均是滿足對稱結構在對稱載荷下變形亦是對稱的原理。因此，在本例中，對稱面處節點應施加對稱邊界條件（約束對稱面法向位移和兩個剪切方向的旋轉自由度）。在定義不同對稱面的邊界條件時需要考慮到引用多個坐標系帶來的求解問題。

子模型邊界驅動方式分為基于節點的驅動（通過Load模塊BC-Submodel設置）和基于面的驅動（通過Load模塊Load-Submodel設置）。

下面以某軸對稱模型作為實例，介紹在SolidWorks里的軸對稱截面建立過程以及導入ABAQUS的使用過程。 圖1，是某螺栓連接方案，欲對不同預緊力工況下的螺牙應力進行研究，以便選擇適當的螺栓、螺母性能等級。為了簡化為軸對稱模型，有限元模型中的螺紋槽采用環形槽近似而不是真實的螺旋槽，可先用軸對稱模型進行初步評估后再采用真實螺紋模型進行校驗。

依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。 個人認為仿真結果17.535，除了在循環對稱設置上與案例給出條件不同外，其余均能反應案例邊界。

圖19 邊界條件與外載荷的施加 對加載端的對稱端部設置X、Y方向上的固支約束，由于設置了預緊力，所以螺栓外表面在預緊力加載過程中會產生Z方向的位移，因此對螺栓外表面施加Z向的位移約束，如上圖19所示。 文章來源：CAE愛聯盟

圖 1 在Workbench中打開對稱擴展顯示設置操作1 鏡像對稱設置及結果擴展顯示對于鏡像對稱實體，現有案例如圖 2所示。該模型由兩個同軸同高的半圓筒組成。圖 2 鏡像對稱實體案例首先設置對稱邊界。從Workbench進入mechanical界面。項目樹中默認不顯示對稱邊界選項，需要手動添加。

二維軸對稱和三維模型都用于比較這三種方法。所有三種方法的二維模型設置如下圖所示： 建模 具有標準螺紋尺寸的M120結構鋼螺栓采用合理尺寸的蓋板和底板建模。進行二維和三維螺栓螺紋建模。螺栓和板采用雙線性各向同性塑性材料模型。 帶蓋板和底板的螺栓模型 創建了兩個模型，一個具有螺紋表面，另一個具有光滑的螺栓表面，以證明螺栓截面法相對于真實螺紋模擬法的簡單性和優勢。

邊界條件設置固定約束，對輪轂內孔或軸連接部分施加 Fixed Support（全約束）或其他需要的約束5. 求解設置循環對稱求解控制 雙擊 Setup 進入求解設置。在 Analysis Settings 中，設置 Max Modes to Find（通常 5-10 階）。Cyclic Symmetry 選項，確保計算考慮循環特性。

有限元模型介紹 有限元模型如下圖所示：有限元模型 支座采用C3D8R單元模擬，螺栓采用梁單元模擬，梁單元半徑為10mm，鋁合金采用理想彈塑性本構，材料屬性如下圖所示： 材料屬性 為簡化計算，采用半結構分析，支座底部為固定約束，右側為對稱邊界條件： 邊界條件 采用梁單元模擬螺栓，螺栓與螺栓孔采用coupling

>>>> 軸對稱 特點： 1、幾何形狀軸對稱 2、邊界約束條件對稱 3、載荷對稱 簡化原則： 1、三維對稱模型簡化為平面 此時截面屬性section是solid，而不是shell 2、二維對稱平面模型簡化為線模型 3、二維軸對稱線模型簡化為點模型 4、模型必須建立在軸對稱右側

<p>數值計算方法</p><p>CPTU貫入試驗的數值模擬計算過程包括：(1) 模型構建；(2) 參數賦值；(3)邊界條件設置；(4) 接觸設置；(5) 網格劃分。</p><p>(1)?&nbsp;模型構建</p><p>為了簡化計算過程，采用軸對稱幾何模型，CPTU探桿設置為線單元，土體設置為殼單元。錐頭半徑為17.85mm、錐頭截面積為10。側壁摩擦筒的長度為133.7mm，探頭總長為60cm。

加載與邊界條件 在四點彎試驗中，通常在梁的兩端設置簡支邊界條件，在梁的跨中施加兩個對稱的集中力。可以使用 Abaqus 中的加載和邊界條件功能來實現這些設置。 分析步設置 根據實際試驗過程，設置合適的分析步。一般包括初始步、加載步和后處理步。

將模型切成3份，如圖 4所示整個模型在mesh模塊中呈現綠色時，說明能夠自動劃分結構化網格。切分完成后，還要在邊界進行布種來控制網格的疏密程度，為了有更加準確的計算結果，在圓角處將種子布置的密一些，最終的網格模型如圖 4所示。這里要注意選擇的單元為CAX4R，為軸對稱雙線性縮減積分單元。同時本實驗也選擇了二階單元CAX8R進行結果對比分析。

6）邊界條件缺乏約束：靜力分析中容易犯的錯誤之一是邊界條件不足，此時MSG文件中可能出現數值奇異或零主元的警告。在建立靜力分析模型時，需為模型的每個實體定義足夠的平動和轉動自由度上的邊界條件，以避免不確定的剛體位移。7) 利用對稱性建模：建模時應盡量利用對稱性，僅建模1/2、1/4或1/8的部分，以避免不確定的剛體位移，使模型更加穩固，并減少收斂難度、縮小模型規模、縮短計算時間。

圖3：分析模型示意圖 在分析中，通過螺栓頭和上板之間的過盈配合產生預緊載荷。隨后，在循環位移邊界條件下，對上部安裝板施加周期循環橫向載荷，這邊采用位移邊界條件，施加0.45mm的循環載荷。摩擦在螺栓自松過程中起著重要作用。為了獲得摩擦行為的精確建模，使用Hashiguchi摩擦模型。在螺栓頭和上板之間，以及螺栓螺紋和螺母螺紋之間設置相互接觸作用。