A-A+
在ANSYS Workbench中设置螺纹连接的详细螺纹参数
螺纹连接是一种使用非常广泛的结构连接方式,通常我们在进行有限元分析时,会将螺栓简化成光杆或者是一根梁。但是对于一些关键的螺纹连接,当我们需要考虑螺纹处的应力分布时,往往需要将螺纹的细节特征建立好,然后进行仿真。由于螺纹本身细节特征较多,为保证求解精度,网格会非常多,这将大大降低求解效率。
在ANSYS Workbench 15.0之后的版本中,增加了虚拟螺纹功能。在进行螺纹模拟时,我们不用建立精细化的螺纹模型就可以得到螺纹处精确的应力分布,非常便捷。下面以一个螺纹连接的拉杆为例,介绍在ANSYS Workbench中使用虚拟螺纹设置详细的螺纹参数的方法。
1 建模
拉杆结构如下图所示,轴套和轴之间采用螺纹连接,建模时忽略螺纹特征,将螺纹处建成光面配合。
2、创建螺纹接触
创建一个接触,接触类型为不分离(No Separation)。选择拉杆外表面为接触面,轴套螺孔内表面为目标面。
在接触属性Geometric Modification中,设置Contact Geometry Correction为Bolt Thread螺纹接触。并设置详细的螺纹参数,包括:螺纹起始位置(Orientation)、螺纹公称直径(Mean Pitch Diameter)、螺距(Pitch Distance)、牙型角(Thread Angle)、螺纹类型(Thread Type)、螺纹旋向(Handedness)。
3 网格划分及加载
对模型进行网格划分,需要注意的是,螺纹处网格需要细化,一般网格尺寸不超过1/4螺距。
约束轴套端面的6个自由度,在轴的另一端施加1000N的拉力。
4 求解
对模型进行求解,可以查看到螺纹处的应力分布,如下图所示。