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二、齒輪箱螺栓采用工業軟件計算結果 圖片來自網絡版權歸原作者 除了有限元方法，還有一些工業軟件能夠部分對簡單結構和簡單工況下的螺栓連接進行計算。 所有適用于計算螺栓的工業軟件都是基于德國工程師協會的螺栓設計計算學科VDI2230開發的。 但是現有的工業軟件依然無法取代工程師的分析和理論計算。

但對螺栓的受力研究最深入的還是德國工程師協會Verein Deutscher Ingeneur 的標準 VDI2230。VDI 2230 更確切地說不是標準而是設計導則。通俗來講，標準的作用類似于字典，使用者只需按圖索驥找到相應的條目查詢即可，而設計導則更多地是原理的講解、公式的推導和方法的選用規范。VDI 2230共分兩卷，VDI 2230-1和VDI 2230-2。

問題： VDI2230關于螺栓的計算中對于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對偏心載荷的提取問題進行簡單說明。VDI2230中，對于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點之間的距離。 對于實際螺栓連接問題，幾何結構和載荷狀態復雜多變，使用經驗公式估計并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。

圖 VDI 2230規范計算流程為解決此問題，德國CADFEM公司基于VDI 2230規范和有限元方法，開發了高效的螺栓評估工具Bolt Assessment inside ANSYS。

VDI2230關于被夾緊件柔度的計算分了多種不同的形式。在應用過程中，嚴格區分/歸類實際螺栓連接的被夾緊件形式相對困難，特別是進行編程設計自動計算時，如果按手冊解釋的各種類型的不同公式歸類進行柔度計算，將非常難以實現。但是，手冊也同時給出了一種解決任意復雜被夾緊件柔度的計算方法。就是將被夾緊件分割為等效變形錐和變形套環分別進行計算。

此時螺栓受到的載荷主要包含： ①螺栓軸力FB=F+Φ*P ②衰減的螺紋扭矩載荷T‘=k*T 對應地會產生螺栓正應力σ和切應力τ 按照機械設計手冊和VDI2230校核要求，對于承受軸力載荷的螺栓需要滿足： 螺栓光桿表面應力＜材料屈服強度（不發生塑性變形） 如果有密封壓力要求

多尺度計算模擬、大數據技術的應用和人工智能的興起，也為材料研發帶來了新的機遇和挑戰。通過對大量實驗數據的采集、整理和分析，研究者可以發現材料的潛在規律和特性，并通過多尺度模擬對結構-性能關系和機理進行精準分析，為材料的設計和優化提供可靠的依據。其中，COMSOL Multiphysics作為一款基于有限元方法的多物理場仿真軟件，對于聯結微觀原子尺度的機理和宏觀電化學現象，起到了橋梁作用。

三、主講專家 有十年仿真工作經驗，曾在德國、美國和國內知名央企工作，為BMW、Daimler、GM、VOLVO等主機廠開發過200余款零部件產品。熟練使用Hypermesh、Abaqus、FEMFAT、Ncode、Adams等軟件，從概念階段的拓撲優化，到詳細設計自由形狀優化，以及產品后期的仿真分析校核，有著豐富的實踐經驗，尤其精通非線性分析、螺栓校核分析，疲勞分析。

下圖黑色的小方塊就是功率MOSFET，銀白色的是PCB Busbar，用來做大電流載流，黃銅色的是shunt，用來進行電流檢測，大電流的shunt全球能做得不多，別看就是個銅片，但是對材料的精度和溫度系數要求極高，算是基礎材料學科，德國一家做得非常好，當然也不便宜。