螺栓连接模型的建立方法

螺栓连接模型的建立方法

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_73816777/article/details/143331069

1. 真实建模

如图所示，真实建模就是按照螺栓的实际几何参数建立三维模型。真实建模主要用于研究螺栓自身在外载作用下的各种力学响应，缺点是网格数量多，计算效率低。

注意：建模时要按照螺栓连接方式进行完美装配！

如果关注重点不是螺栓本身，而是关注螺栓对结构的连接作用和载荷传递作用，可以采取其他简化模型。

2. 无螺栓等效载荷法

在分析过程中，忽略螺栓实体对结构的影响，所以在有限元分析过程中将不会产生螺栓的有限元模型，而将预紧力作为压力载荷施加到垫圈表面。这种方法只能够应用于不需要考虑螺栓刚度以及连接件间不会出现分离的场合。

3. 螺栓耦合模拟法

1. 用耦合方法对螺栓进行模拟时，采用线单元来模拟螺杆，而模拟螺栓头和螺母的线单元/梁单元通过节点耦合方式与螺杆的线单元/梁单元相连接。

在ANSYS环境中，螺栓可以在建模时，采用线体进行代替，即实用梁单元，截面一般选为圆形，截面半径即为螺杆的半径。然后使用运动副功能实现梁端点与螺栓作用面的刚性连接。

2. 在ANSYS环境中，螺栓可以在建模时，采用线体进行代替，即实用梁单元，截面一般选为圆形，截面半径即为螺杆的半径。然后使用运动副功能实现梁端点与螺栓作用面的刚性连接。

3. 建模引入梁，使用运动副进行连接，梁是柔性，连接是刚性梁模型！

4. 在分析系统中连接选项中，直接插入梁连接，实现螺栓连接的简化模拟，该方法效率比较高。

5. 这种方法在18.0版本之前，有个缺点，就是不能施加螺栓预紧力，只能实现连接。

6. 该种方法，使用一个圆柱体代替螺栓，使用运动副建立螺栓与连接件的连接关系。

4. 螺栓混合建模法

采用混合型螺栓模拟时，螺栓头和螺母采用实体单元模拟，螺杆采用线单元模拟；线单元与实体在轴线方向上通过节点耦合的方式相连接。在混合型螺栓模拟中，螺栓头和螺母采用实体单元模拟的主要目的是为了考虑螺栓热载荷和弯曲载荷的影响。

该模型，可以考虑螺栓头与连接件之间的摩擦效应。

5. 螺栓实体建模

用实体模型模拟如图所示。采用实体模型模拟螺栓是最贴近现实的仿真方法。螺栓实体采用ANSYS中的三维实体单元来划分网格，该模型可以考虑螺帽与连接面得摩擦效应和横向载荷作用。

实体螺栓的接触设置建议：

1. 螺帽和连接面设置为摩擦接触；
2. 螺杆和螺栓孔，如果能够判定在收载后，不会和周围结构发生接触，则可以不设定接触；
3. 如果不能判定，则需要设置接触，来防止在受载后与螺孔面发生干涉。