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在ANSYS Workbench中为实体螺栓添加螺栓预紧力

2023年03月05日 CAE 阅读 1,282 views 次

在有限元分析中对于螺栓连接有些情况下需要考虑螺栓预紧力,如密闭容器的密封性分析。下面介绍在ANSYS workbench中为实体建模的螺栓添加螺栓预紧力的方法。

1、模型介绍

使用M10的螺栓连接两个平板,螺栓使用直径10mm的圆柱模拟,不带螺纹。所有部件的材料均设置为默认的STRUCTURE STEEL。两个平板周边的四个面全部固定。

螺栓与螺母之间采用Bonded连接,螺栓与平板、平板与平板及螺母和平板之间均采用Frictional摩擦接触,摩擦系数Friction Coefficient均设置为0.2.螺柱与螺栓孔之间是有间隙的,二者之间没有接触。

采用Hex正六面体进行网格划分。

2、施加螺栓预紧力

在Analysis Settings中将载荷步Number Of Steps设置为3.

在Static Structural上右击,选择Insert - Bolt Pretension,或通过菜单Loads - Bolt Pretension施加螺栓预紧力。

进入Bolt Pretension设置面板,在Geometry中选择螺柱位于螺母和螺栓头之间的圆柱面。如果螺柱为一个整面可通过切割命令将其切割。在Preload中设置预紧力的大小,本例设置为10000N。在Tabular Data中将三个载荷步的第一个载荷步设置为Load加载预紧力,其它两个载荷步设置为Lock保持预紧力。此处可设置为两个载荷步或三个载荷步,在简单计算螺栓预紧力时可设置为两个载荷步,当添加其他载荷时,建议添加到第三载荷步。螺栓预紧力每个螺栓只能添加一个。

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