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但對螺栓的受力研究最深入的還是德國工程師協(xié)會Verein Deutscher Ingeneur 的標(biāo)準(zhǔn) VDI2230。VDI 2230 更確切地說不是標(biāo)準(zhǔn)而是設(shè)計(jì)導(dǎo)則。通俗來講，標(biāo)準(zhǔn)的作用類似于字典，使用者只需按圖索驥找到相應(yīng)的條目查詢即可，而設(shè)計(jì)導(dǎo)則更多地是原理的講解、公式的推導(dǎo)和方法的選用規(guī)范。VDI 2230共分兩卷，VDI 2230-1和VDI 2230-2。

問題： VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)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(jìn)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(diǎn)之間的距離。 對于實(shí)際螺栓連接問題，幾何結(jié)構(gòu)和載荷狀態(tài)復(fù)雜多變，使用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)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(guī)范計(jì)算流程為解決此問題，德國CADFEM公司基于VDI 2230規(guī)范和有限元方法，開發(fā)了高效的螺栓評估工具Bolt Assessment inside ANSYS。

二、齒輪箱螺栓采用工業(yè)軟件計(jì)算結(jié)果 圖片來自網(wǎng)絡(luò)版權(quán)歸原作者 除了有限元方法，還有一些工業(yè)軟件能夠部分對簡單結(jié)構(gòu)和簡單工況下的螺栓連接進(jìn)行計(jì)算。 所有適用于計(jì)算螺栓的工業(yè)軟件都是基于德國工程師協(xié)會的螺栓設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué)科VDI2230開發(fā)的。 但是現(xiàn)有的工業(yè)軟件依然無法取代工程師的分析和理論計(jì)算。

首先，對于一般螺栓連接夾緊模型，可以參考VDI2230關(guān)于變形錐和變形套筒的分割方式，在被夾緊件的螺栓兩側(cè)分別劃分出等效變形體。

問題： 在學(xué)習(xí)VDI2230對螺栓進(jìn)行強(qiáng)度評估校核過程中，涉及到螺栓偏心載荷的附加彎矩和外載荷有彎矩作用時(shí)的螺栓計(jì)算問題。VDI2230文中提及彎矩會影響螺栓的預(yù)緊力計(jì)算，但是公式較為復(fù)雜不便理解，尤其是關(guān)于被夾緊夾彎曲柔度的計(jì)算較為模糊。解決方法：——（個(gè)人理解，請批評指正） 本人在學(xué)習(xí)過程中，關(guān)于螺栓預(yù)緊力的計(jì)算主要參考了無彎矩的計(jì)算形式。

VDI2230關(guān)于被夾緊件柔度的計(jì)算分了多種不同的形式。在應(yīng)用過程中，嚴(yán)格區(qū)分/歸類實(shí)際螺栓連接的被夾緊件形式相對困難，特別是進(jìn)行編程設(shè)計(jì)自動計(jì)算時(shí)，如果按手冊解釋的各種類型的不同公式歸類進(jìn)行柔度計(jì)算，將非常難以實(shí)現(xiàn)。但是，手冊也同時(shí)給出了一種解決任意復(fù)雜被夾緊件柔度的計(jì)算方法。就是將被夾緊件分割為等效變形錐和變形套環(huán)分別進(jìn)行計(jì)算。

背景：在學(xué)習(xí)螺栓強(qiáng)度校核VDI2230的過程中，有使用到求：螺栓連接面的慣性矩問題。其中遇到對于圓周均勻分布的螺栓求取單個(gè)螺栓在通孔位置的慣性矩公式。VDI2230未注明公式出處，為驗(yàn)證準(zhǔn)確性與機(jī)械設(shè)計(jì)手冊公式及制圖軟件進(jìn)行對比。該過程中注意到如下問題：問題：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中關(guān)于“扇形圓環(huán)” 慣性矩的公式：設(shè)計(jì)手冊中關(guān)于Ix特指穿過截面重心“S”的xx軸慣性矩。

通過對八輥磨粉機(jī)使用中的受力情況進(jìn)行有限元靜力分析，得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力分布情況，驗(yàn)證機(jī)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化其相關(guān)結(jié)構(gòu)，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定，提高了研發(fā)的效率。關(guān)鍵詞：有限元;糧食機(jī)械;八輥磨粉機(jī);靜力分析;CAE;隨著信息技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速發(fā)展,CAE技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從根本上融入到了日常的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，尤其是機(jī)械制造領(lǐng)域。

為配合規(guī)范的發(fā)布，IACS也同步發(fā)布了鋼質(zhì)海船入級規(guī)范，所有需要入級的船舶結(jié)構(gòu)有限元的建模都必須符合這個(gè)規(guī)范。其中，艙段結(jié)構(gòu)有限元分析一般只建中間三個(gè)艙段，而兩邊剩余艙段對這個(gè)三艙段的約束按規(guī)范加載。

不銹鋼的抗滑移系數(shù)設(shè)定為0.4，不銹鋼高強(qiáng)螺栓預(yù)緊力為170kN，不銹鋼環(huán)槽鉚釘預(yù)緊力為205.6kN，不考慮焊縫的影響。 本章選用abaqus有限元軟件進(jìn)行建模分析，螺栓或鉚釘單元為實(shí)體單元C3D8R，其余均選擇abaqus2019新開發(fā)的實(shí)體殼單元CSS8，具體有限元模型見圖3。連接板件之間的接觸和螺栓與連接板件之間的接觸選擇有限滑移的面-面接觸以保持較大的滑移。

有限元法是利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬，傳統(tǒng)的叉車設(shè)計(jì)大多依靠經(jīng)驗(yàn)以及模型試驗(yàn)的方法來驗(yàn)證叉車的強(qiáng)度和剛度，隨著有限元技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的工程技術(shù)人員采用有限元的方法來提高設(shè)計(jì)效率，減少產(chǎn)品研制的周期和成本。

殼體在壓縮機(jī)工作過程中除了承受氣體壓力和轉(zhuǎn)子載荷外，還是壓縮機(jī)振動和噪聲輻射的主體，壓縮機(jī)主要通過殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，因此，殼體合理設(shè)計(jì)對壓縮機(jī)可靠性影響至關(guān)重要。螺桿壓縮機(jī)殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也要滿足剛度設(shè)計(jì)要求，避免由于設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生共振、振動傳遞高等問題[3]。有限元分析可用于結(jié)構(gòu)及流體的仿真。

能量有限元法的模型及其在車身中的應(yīng)用[D]. 中國科學(xué)院大學(xué)博士論文, 2018，寧波. [3] 原凱，王建民，韓麗，等. 能量有限元在振動與噪聲預(yù)示中的研究進(jìn)展[J]. 強(qiáng)度與環(huán)境, 2015.42(3): 12-19. [4] 祝丹暉，解妙霞，孔祥杰，等.復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)中高頻動響應(yīng)能量有限元方法研究[J]. 中國工程科學(xué)，2013，15(1): 107-112.

圖3 ANSYS APDL 分支結(jié)構(gòu)下載地址：有限元分析ANSYS理論與應(yīng)用下載