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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。

0.8表示強(qiáng)度除以拉伸強(qiáng)度的比，即4.8級螺栓的拉伸強(qiáng)度為400MPa，強(qiáng)度為400×0.8＝320MPa，6.8級螺栓的拉伸強(qiáng)度為600MPa，強(qiáng)度為600×0.8＝480MPa，。承受風(fēng)載條件下，載荷10級風(fēng)力時(shí)，槽式太陽能托臂支架變形約為1mm，建議選用高強(qiáng)度螺栓。

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2.1 SHTB原理 直接式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結(jié)構(gòu) 直接式霍普金森拉桿（SHTB）一種結(jié)構(gòu)形式如上圖所示。相比于常規(guī)壓縮試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)，SHTB裝置入射桿的加載端通過螺栓連接傳遞法蘭，撞擊桿設(shè)計(jì)為套筒結(jié)構(gòu)，套裝在入射桿上，套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個(gè)拉伸載荷脈沖。

螺栓/螺母機(jī)械強(qiáng)度測試螺栓/螺母機(jī)械強(qiáng)度的測試方法很多，比較權(quán)威的方法是依據(jù)ISO898-1以及ISO898-2，對于螺栓的機(jī)械抗拉強(qiáng)度測試方法如下：固定螺栓兩端，通過萬能材料試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)生軸向拉力，通過軸向拉力/軸向拉伸量獲得螺栓的機(jī)械性能指標(biāo)。軸向拉力/軸向拉伸量： 螺母/螺紋副的機(jī)械強(qiáng)度測試，如下圖示意：1.

若兩個(gè)螺栓需要雙聯(lián)鎖緊時(shí)，可采用雙聯(lián)制動(dòng)墊圈，使兩個(gè)螺母相互制動(dòng)。9.彈簧墊圈彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后，彈簧墊圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的彈力，使螺母與螺栓的螺紋連接副持續(xù)保持一個(gè)摩擦力，產(chǎn)生阻力矩，防止螺母松動(dòng)。同時(shí)彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面，從而防止螺栓相對于被連接件回轉(zhuǎn)。

<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。

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。

螺紋緊固件聯(lián)接工程》，對于螺栓的拉伸疲勞問題需要滿足： 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

螺栓聯(lián)接預(yù)緊力值的選擇準(zhǔn)則 聯(lián)接類型與應(yīng)用場合 預(yù)緊應(yīng)力/屈服點(diǎn)① 受剪的鉸制孔螺栓聯(lián)接拉伸載荷極小的螺栓聯(lián)接，如地腳螺栓有因較大應(yīng)力腐蝕而斷裂之危險(xiǎn)的螺栓聯(lián)接 0.10～0.20 有墊片的密封螺栓聯(lián)接 0.35～0.40

2、自鎖螺母自鎖螺母一般是靠摩擦力，其原理是通過壓花齒壓入鈑金的預(yù)置孔里，一般方預(yù)置孔的孔徑略小于壓鉚螺母。運(yùn)用螺母與鎖緊機(jī)構(gòu)相連，當(dāng)擰緊螺母時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)鎖住螺栓螺紋。

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(jìn)行分析。材料力學(xué)的受力分析中假設(shè)對稱面上的變形均是滿足對稱結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)應(yīng)施加對稱邊界條件（約束對稱面法向位移和兩個(gè)剪切方向的旋轉(zhuǎn)自由度）。在定義不同對稱面的邊界條件時(shí)需要考慮到引用多個(gè)坐標(biāo)系帶來的求解問題。

它與機(jī)體螺栓具有相同的拉伸和剪切強(qiáng)度。

1、SimSolid技術(shù)原理解析SimSolid技術(shù)利用復(fù)雜多項(xiàng)式和非多項(xiàng)式函數(shù)逼近求解域。它是傳統(tǒng)有限元分析的一種替代方法，在傳統(tǒng)有限元分析中，近似值是由通用單元構(gòu)建的原始插值多項(xiàng)式實(shí)現(xiàn)的，這些通用單元僅限于六面體、四面體、五面體等具有規(guī)則外形的幾何體。

2、自鎖螺母自鎖螺母一般是靠摩擦力，其原理是通過壓花齒壓入鈑金的預(yù)置孔里，一般方預(yù)置孔的孔徑略小于壓鉚螺母。運(yùn)用螺母與鎖緊機(jī)構(gòu)相連，當(dāng)擰緊螺母時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)鎖住螺栓螺紋。

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）。

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