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案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。 ?

在 CAE-ANSYS 的模擬分析中，螺栓預緊力的加載是一項關鍵操作，它直接影響分析結果的準確性。今天，咱們就來深入聊聊 CAE-ANSYS 中螺栓預緊力的加載方法和那些不能忽視的注意事項。一、螺栓受力大揭秘在實際應用里，螺栓主要負責連接兩個零件，它的受力方式大致分為兩類。1. 上下拉伸力：當兩塊板子上下受力時，螺栓就會受到上下方向的拉伸力。

一種常見的方法是使用所謂的“綁定接觸”來模擬緊固效果，而不是詳細建模每一個螺栓。如果螺栓的預緊力對分析結果有重要影響，則可能需要保留并適當模擬。</p><p>墊片和間隔件的處理：與螺栓類似，墊片和間隔件通常用于分布載荷或調整間隙。在有限元分析中，它們的功能可以通過等效的加載條件或修改接觸區域屬性來簡化表示。

壓力容器法蘭螺栓螺紋疲勞壽命分析輸入條件壓力容器法蘭及連接螺栓在40種壓力工況和40種溫度工況下，考慮螺栓預緊力以及各部件之間的接觸，進行非線性熱-結構耦合應力分析。

概述本模型解釋了一個簡單的螺栓連接，該連接由兩塊板和一個螺栓夾緊在一起。在此情況下，螺栓將承受剪力。目標演示如何為兩塊板之間設置螺栓連接，包括螺栓預緊力和施加剪力。建模步驟對施加剪力的簡單螺栓連接進行靜態結構分析。1.打開 Ansys Workbench 并插入一個“靜態結構（Static Structural）”系統。

螺柱強度在ANSYS Workbench 2023 中與KISSsoft 2025軟件中結果對比在實際工作中需要對螺栓進行強度分析，確保螺栓選型滿足強度、剛度，確保產品的安全可靠。模型簡化后如圖所示，左端固定，右端承受471000N軸向力，驗算螺栓規格、數量、強度等級。

1 ANSYS的前處理1.1 ANSYS有限元分析流程有限元是把一個原來是連續的物體劃分為有限個單元，這些單元通過有限個節點相互連接，承受與實際荷載等效的節點載荷，根據力的平衡來進行分析，根據變形的協調條件來把這些離散的單元組合起來進行綜合求解的方法，其思想為離散化思想。基于ANSYS的分析流程主要分為前處理、求解和后處理3大步驟。

3、Bolt Assessment inside ANSYS結合了有限元和螺栓規范VDI2230各自的優點，能夠克服常規有限元分析不能可靠的評估螺栓強度和安全系數的缺點，同時又能夠自動獲取基于VDI2230規范手動計算難以獲得的參數，如：&bull; 多螺栓系統中各螺栓載荷分配數值，可以基于螺栓非線性接觸，Bolt Assessment inside ANSYS自動提取&bull; 螺栓連接的柔度計算

彈性模量 70 GPa 泊松比 0.33 密度 2700 kg/m3 03 ANSYS Workbench 分析流程（詳細步驟）步驟 1：創建靜力學分析項目 啟動 ANSYS Workbench

在降低模型幾何結構的復雜性后，將設計引入 Ansys Mechanical，為有限元分析做準備。 對于結構分析，只需使用組件的核心部分。為了簡化分析模型，移除了立方體衛星的側板和彈簧螺栓等小部件。

參考文獻[1]劉丹.液壓閥塊設計與應力分析[J].液壓氣動與密封，2013(1)：24-25.[2]孫丹丹.液壓系統中液壓集成閥塊的設計方法[J].機電信息工程，2020(13)：122-123.[3]楊佩東.基于 ANSYS workbench 螺栓連接強度分析[J].機電技術應用，2020（19）：190-191.

螺栓連接是聯軸器中非常常用的連接方式。本案例，展示了如何使用ANSYS WORKBENCH計算聯軸器的非線性行為，如何設置螺栓預緊力，如何設置載荷。使分析模型能夠收斂。ANSYS Workbench2020R2建立的案例。下面提供了ANSYS分析模型、分析文件和相應的操作教程。

對于線性動力分析中，包括但不限于運輸振動、諧響應等建議一般采用第1種和第2種建模方式，首先結構簡單特別是螺栓連接比較多的裝備中相對第3中建模可以明顯降低單元數量，如果同時關注螺栓應力可以采用第2種，如果螺栓應力是主要校核點還是采用第3種建模方式，特別是對一些比較重要的法蘭、壓力容器等強度校核時根據情況選擇實體建模并做非線性分析。

[2] 余剛珍.基于ANSYS Workbench的車架結構有限元分析及拓撲優化技術研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2015.[3] 楊曉宇,何艷飛,曹銘超,等.基于Simsolid/Ansys的零件無網格仿真對比分析[J].桂林航天工業學院學報,2020,25(4):453-459.

時候提取結果，并且用顯式動力學不存在接觸收斂問題但是，③顯式動力學雖然不存在接觸收斂問題，其對網格尺寸相當敏感，而螺栓局部特征相對于整體一般較小，直接導致計算量拉跨有伙伴會說:上超算，開并行，再大計算量都不是問題但是，④大部分結構動力學分析基于線性動力學體系，也就是說模態分析，諧響應分析，線性瞬態分析，隨機振動分析，譜分析都不能考慮非線性效應有伙伴會說:將螺栓預緊后的狀態作為預應力考慮到后續線性動力學工況中

在添加一個動力松弛dynamic relaxation，選項設置為explicit after ansys solution，之后的設置為顯示動力學計算的設置收斂方法計算的結構變形如圖所示，可以看到螺栓預緊導致的變形保持住幾乎不變，之后再進行其他的碰撞類分析就好了仿真就是一個坑，一入仿真深似海，勸君莫入仿真圈！