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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(gè)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(shí)，螺栓就會(huì)受到上下方向的拉伸力。

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;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>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;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。

采用靜電紡絲法制備柔性多孔TPU/PDMS織物作為彈性基體，在雙軸預(yù)拉伸的狀態(tài)下通過噴涂將AgNW和MXene依次沉積在織物一側(cè)，由于彈性TPU/PDMS基底與AgNW/MXene導(dǎo)電層之間的模量不匹配，在緩慢釋放預(yù)應(yīng)變后會(huì)形成塊狀堆疊的褶皺狀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

步驟 4：幾何（SpaceClaim 模型）在 SpaceClaim 上創(chuàng)建的改進(jìn)型壓縮拉伸試樣 (MCTS) 的尺寸如下所示：步驟 5：定義裂縫（命名選擇）為了定義裂紋邊緣和表面，必須使用“命名選擇”菜單：在定義裂紋前沿和裂紋表面時(shí)，下圖中可見的邊緣和表面被用作命名選擇：步驟 6：定義裂紋（預(yù)網(wǎng)格裂紋和 SMART 裂紋擴(kuò)展）

沒有墊片的密封螺栓聯(lián)接，此聯(lián)接承受拉伸載荷，并且必須滿足安全規(guī)范的要求壓力容器螺栓聯(lián)接預(yù)緊力的上限 0.50～0.60 為避免振動(dòng)松退或疲勞等壓緊力過小的場(chǎng)合主要根據(jù)裝配中所用預(yù)緊力控制方式和螺栓是否允許拉力超過屈服點(diǎn)選擇預(yù)緊力采用力矩扳手?jǐn)Q緊時(shí)的預(yù)緊力上限 0.7 螺栓強(qiáng)度或拉力在裝配時(shí)可以測(cè)量出的場(chǎng)合

現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)是由薄層預(yù)浸漬纖維堆疊成層壓板構(gòu)成。薄層中的纖維通常是單向（UD）碳纖維或預(yù)浸有聚合物樹脂的機(jī)織織物。機(jī)織物和UD帶都用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的制造業(yè)。由于自動(dòng)化的機(jī)會(huì)和成本，通常選擇UD預(yù)浸料。自動(dòng)化膠帶鋪設(shè)（ATL）和先進(jìn)纖維鋪設(shè)（AFP）等方法通常用于生產(chǎn)高成本零部件。商用飛機(jī)用UD預(yù)浸料的纖維體積含量一般控制為55–57%。

圖17 創(chuàng)建螺栓載荷 圖18 設(shè)置預(yù)緊力的初始值 2.施加外載并設(shè)置邊界約束條件：X方向的rp1控制點(diǎn)加1800N集中拉伸載荷（即應(yīng)力為20MPa），Y方向的rp2控制點(diǎn)加900N集中拉伸載荷（即應(yīng)力為10MPa）。

“預(yù)鋪反粘”采用的材料是高分子自粘膠膜防水卷材，該卷材系在一定厚度的高密度聚乙烯卷材基材上涂覆一層非瀝青類高分子自粘膠層和耐候?qū)訌?fù)合制成的多層復(fù)合卷材，其特點(diǎn)是具有較高的斷裂拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，膠膜的耐水性好，一、二級(jí)的防水工程單層使用時(shí)也可達(dá)到防水要求。

開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，預(yù)加少量載荷（載荷對(duì)應(yīng)的應(yīng)力不能超過材料的比例極限），然后卸載到零，以檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常。5）進(jìn)行試驗(yàn)。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，緩慢而均勻地加載，仔細(xì)觀察測(cè)力指針轉(zhuǎn)動(dòng)和繪圖裝置繪出圖的情況。注意捕捉屈服荷載值，將其記錄下來用以計(jì)算屈服點(diǎn)應(yīng)力值。屈服階段注意觀察滑移現(xiàn)象。過了屈服階段，加載速度可以快些。將要達(dá)到最大值時(shí)，注意觀察“縮頸”現(xiàn)象。試件斷后立即停車，記錄最大荷載值。

但由于柱狀螺紋結(jié)構(gòu)固定方式，導(dǎo)致試樣在第一次壓縮波通過時(shí)承受更多的壓縮載荷，并產(chǎn)生一定的預(yù)拉伸現(xiàn)象。

1.4.2 緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算（1）僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接緊螺栓連接裝配時(shí)，螺母需要擰緊，在檸緊力矩作用下，螺栓除受預(yù)緊力F0的拉伸而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力外，還受螺紋摩擦力矩T的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下。因此進(jìn)行僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)綜合考慮拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。

應(yīng)用于閥門、管道法蘭螺栓預(yù)緊;風(fēng)機(jī)、泵、離心機(jī)的地腳螺栓和法蘭預(yù)緊; 換熱器、反應(yīng)釜、攪拌器的法蘭螺栓預(yù)緊;離合器、發(fā)電機(jī)、管道支吊架裝置的預(yù)緊;電力母線螺栓預(yù)緊;緩沖裝置、剎車裝置、高壓電纜補(bǔ)償裝置等設(shè)備的各種其他工程應(yīng)用。緩沖拉伸碟簧：該緩沖拉伸碟簧廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中的大型設(shè)備中，如制動(dòng)器、安全過載荷裝置、機(jī)械啟動(dòng)器、工業(yè)電爐、離合器、模具等。

材料模型由各向同性彈性、拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸極限強(qiáng)度組成。

02 案例思考上述校核過程看起來好像并沒什么不妥，按照強(qiáng)度準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)應(yīng)力≤許用應(yīng)力，每一步都非常合理，但是大家如果仔細(xì)閱讀文章《CAE工程分析|螺紋連接:工程校核考慮》會(huì)發(fā)現(xiàn)，僅僅這樣就給出校核結(jié)果過于草率在文章中，根據(jù)螺栓可能的失效模式，給出了以下幾部分需要校核的內(nèi)容①螺栓預(yù)緊時(shí)光桿應(yīng)力<材料屈服強(qiáng)度②螺栓加載時(shí)光桿應(yīng)力<材料屈服強(qiáng)度③被連接件夾緊壓力>密封壓力④螺栓應(yīng)力幅<螺栓拉伸疲勞極限

： ①被連接件夾緊力＞0（被連接件不發(fā)生分離） ②螺栓應(yīng)力幅＜螺栓拉伸疲勞極限（不發(fā)生拉伸疲勞） 【需要注意一點(diǎn)， 螺栓的拉伸疲勞極限不僅僅是指對(duì)應(yīng)材料的疲勞極限，而是考慮缺陷，應(yīng)力集中等因素（缺口系數(shù)）共同影響的疲勞極限值 】 假設(shè)軸向載荷P較大，使得被連接件發(fā)生分離，如圖所示：

老客戶預(yù)存10000元，享49元每組力學(xué)性能測(cè)試優(yōu)惠價(jià)（測(cè)試項(xiàng)目限：拉伸強(qiáng)度、標(biāo)稱應(yīng)變、拉伸斷裂標(biāo)稱應(yīng)變，斷裂應(yīng)力、屈服應(yīng)力、彎曲強(qiáng)度）， 預(yù)存金額支付后不可退，可用于支付其他測(cè)試項(xiàng)目（測(cè)試項(xiàng)目詳詢國高材工作人員） 3.

16、ASP-23——粉末冶金高速鋼瑞典產(chǎn).碳化物分布極均勻,耐磨損,高韌性,易加工,熱處理尺寸穩(wěn)定.用于沖頭,深拉伸模,鉆模,銑刀和剪切刀片等各類長(zhǎng)壽命之切削工具。17、P20——一般要求的大小塑膠模具美國產(chǎn).可電蝕操作.出廠狀態(tài)預(yù)硬HB270-300.淬火硬度HRC52。18、718——高要求的大小塑膠模具瑞典產(chǎn).尤其電蝕操作. 出廠狀態(tài)預(yù)硬HB290-330.

16、ASP-23——粉末冶金高速鋼 瑞典產(chǎn).碳化物分布極均勻,耐磨損,高韌性,易加工,熱處理尺寸穩(wěn)定.用于沖頭,深拉伸模,鉆模,銑刀和剪切刀片等各類長(zhǎng)壽命之切削工具。 17、P20——一般要求的大小塑膠模具 美國產(chǎn).可電蝕操作.出廠狀態(tài)預(yù)硬HB270-300.淬火硬度HRC52。