最近笔者给学员直播了两场VDI2230规范详解,虽然规范讲的口若悬河,但必须上仿真案例,才能真正体会螺栓仿真校核的奥秘。
VDI2230的核心观点并不复杂,即准确校核螺栓的前提是准确计算螺栓和被夹件在预紧力和外载荷作用下的刚度表现(或柔度表现)。
在VDI2230 Part2中对仿真有很多规定,一直强调在仿真中要准确体现(重现)柔度。
细节决定专业度,让我们一起看个案例,表明在仿真中准确计算柔度并不简单。
几何模型如下图所示:
施加预紧力:
螺杆相对位移(粗网格):
在螺栓头、螺母承压区施加轴向力1000N,螺栓附加力为334.6N:
细化螺栓头、螺母与被夹件的接触区域的网格后,螺杆相对位移(细网格):
在螺栓头、螺母承压区施加轴向力1000N,螺栓附加力306.7N:
综上可得:
1)粗网格下,螺栓相对位移更大,体现的刚度更小,但附加载荷却更大;
2)细网格下,螺栓相对位移更小,体现的刚度更大,但附加载荷却更小。
应该强调,本案例的相对位移是螺栓和被夹件的整体表现。
本案例中,螺栓附加载荷在不同网格下产生了9%的误差,还是非常可观的。所以网格对分析精度的影响需要加以考虑和研究。