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ANSYS Workbench中常用的模拟螺栓连接的建模方法
在ANSYS Workbench中常用的模拟螺栓连接的建模方法有:真实螺栓实体建模方法、等效载荷法、螺栓耦合模拟法、螺栓混合建模法和螺栓实体建模法。下面分别对这5种螺栓连接的模拟方法进行介绍。
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的各种力学响应,缺点就是网格数量多,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,因此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 Workbench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 Workbench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。