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实验室科研效率革命—紧固连接数字化设计闭环解决方案

3月前浏览833

紧固连接数字化设计

闭环解决方案

重构结构连接科研模式
实现从"试错"到"精准"的跨越

针对传统研发设计在结构连接领域的痛点,昊宇睿联将螺纹精确有限元建模仿真软件、智能螺栓、预紧力安装及检/监测工具等核心产品有机融合,打造"设计 - 验证 - 反馈 - 优化"科研全流程数字化闭环,彻底替代传统"试错法"研发模式,实现结构连接领域的精准数字化设计,大幅提升研发效率、降低研发成本。

PAIN POINTS

传统"试错法"研发,困在哪里?

⚠ 经验主导设计,缺乏先进仿真工具与方法支撑

依赖工程师经验,无法预判潜在问题,设计缺陷发现滞后。

⚠ 物理样机反复试错,成本高昂周期长

研发过程反复循环"设计-制样-试验-返工",迭代效率低,研发周期不可控,投入成本高。

⚠ 数据缺失,无法从数量上精准定位根源

无有效的检测监测手段,问题发现滞后,难以追溯根本原因,无法从数据角度发现问题。

⚠ 各环节脱节,未形成研发闭环

缺乏数据驱动的优化机制,整体可靠性差,全生命周期成本高。


昊宇睿联数字化闭环解决方案

  • Design · 源头规避

数字化设计

使用 Thread Designer 进行高精度有限元仿真,从设计源头规避缺陷。

  • Verify · 精准验证

实机验证

部署智能螺栓采集预紧力、扭矩等核心数据,验证实际工况表现。

  • Feedback · 数据驱动

实时反馈

通过对相关参数检测获得第一手数据,也可通过智能监测系统实时分析云端数据,快速提取设计偏差,反向指导优化。

  • Optimize · 效率与精度双重提升

全流程闭环

告别盲目试错,实现全生命周期高效率和精准投入,研发效率显著提升。

STEP 1 · DESIGN

螺纹精确有限元建模软件

Thread Designer · 让设计更精准、高效

产品定位

有限元网格生成工具(有限元前处理工具),参数化生成高精度、高质量螺纹类部件有限元模型,显著提升螺纹连接有限元分析的建模效率与连接结构设计校核精度。

兼容性

模型兼容 Abaqus、HyperWorks、Ansys 等主流有限元软件。

支持的螺纹类型

标准米制螺纹 MJ螺纹 唐氏螺纹 施必牢螺纹 梯形螺纹

对比项    
常规精确仿真    
Thread Designer    
人员要求    
紧固连接硕士    
初级仿真人员    
建模时间    
≥ 12小时    
≤ 1分钟    
技术门槛    
节点变换算法    
无特殊要求    
参数变更    
重新绘制模型
仅适用普通米制螺纹    
参数随意调节
适用各类特殊螺纹    

核心应用场景

 研究拧紧策略、螺栓参数等对拧紧过程的影响,高效低成本获得最佳拧紧策略

 分析螺栓松动机理与防松措施

 快速精确判断静强度、疲劳强度等是否达标,降低工程风险

 辅助或替代VDI 2230准则进行螺栓连接设计与校核

 精准模拟装配过程与松动行为,计算螺纹应力集中情况

 为紧固连接结构的设计选型、参数设定提供数字化依据,从源头规避设计缺陷

STEP 2 · VERIFY

智能螺栓:让验证更真实、数据更直观

智能螺栓 · 可视化基础

  • 贴片螺栓 精度 ±5%

在螺栓上集成低成本的超声波预紧力测试贴片,实现螺栓预紧力监测。

  • 磁控溅射智能螺栓 精度 ±3%

在紧固件端面原位生长小于0.05mm厚度的压电薄膜传感器,无需耦合剂,预紧力测量精度更高,。


💡 智能螺栓作为连接结构的核心传感器,整合其他类型传感器,可实时采集服役过程中的轴向力、扭矩、振动、温湿度等核心数据,精准还原设计方案在实际工况下的表现——将智能螺栓应用于样机/试验件的紧固连接环节,作为数字化设计与实际服役之间的"数据桥梁",实现设计效果的精准验证。

STEP 3 · FEEDBACK & OPTIMIZE

智能监/检测系统:让场景更清晰

精准测量与优化

🔬 轴向力测量仪

可实时监测螺栓预紧力变化,精度达 ±5%。

🔍 内部缺陷检测仪

实时在线检测智能紧固件的内部缺陷,精准定位缺陷位置,具有缺陷阈值设置、自动判断缺陷、缺陷报警、数据上传等功能。

🔧手持式超声轴力扳手

可实现预紧力、扭矩、转角多参数同步联动控制,提供多量程选型。

🔩 液压超声轴力扳手

设定预紧力,一键启停,自动完成施拧。


💡 预紧力安装工具以及螺栓状态监测/检测系统,基于设计方案的初始预紧力拧紧后对相关数据进行检测记录,可实时接收、多通道并行采集、云端存储与分析,形成设计验证的完整数据反馈。基于数据反馈的设计与实际的偏差数据、结构失效趋势数据,反向指导螺纹精确有限元建模软件的参数调整与设计优化,实现研发设计的精准迭代。

CASE STUDIES

应用案例

案例一:新型螺纹设计校核

背景:某公司新型螺纹需验证其紧固连接的承载性能并优化关键参数,以提升防松能力及整体连接可靠性。

容:通过试验研究锥角、螺距对轴向拉伸极限承载能力的影响,对比新型螺纹与普通螺纹的防松性能及预紧力变化,出具新型螺纹性能验证报告;通过有限元模拟分析极限承载、拧紧安装及服役性能,提出防松设计优化建议。

✅ 通过螺纹精确有限元建模,提出螺纹优化设计建议,从设计源头规避缺陷,降低物理样机反复试错成本,提高研发效率,为实际工程应用提供数据支撑并增强产品市场竞争力。


案例二:大学实验室研究

背景:某大学钢结构实验室需要研究钢结构连接节点的抗震机理和性能演化规律


✅ 通过预紧力在线测量,实时观测并记录不同受力情况下螺栓预紧力的变化,根据数据评估螺栓对节点抗震性能的影响。


案例三:发动机领域应用案例

背景:现有拧紧工艺诊断优化以及基于预紧力测量的安装调控。


✅ 通过预紧力测量,摸清了某转子连接螺栓现有安装工艺下的预紧力水平及不同螺栓间的差异情况,可直观对比不同安装策略的拧紧效果,反向指导安装工艺改进,提升可靠性。

OUR STRENGTHS

您的科研助手——一站式解决方案

专家团队顶尖专家团队

首席科学家——朱旻昊教授,带领西南交通大学装备全生命周期服役行为及安全评价团队,在微动磨损与微动疲劳、紧固连接技术等领域处于国际领先水平。

技术积累二十年技术深耕

团队围绕高端装备的动态服役安全研究积累超过20年,形成从设计校核、失效分析、试验装备及技术、新材料研发、表面工程防护、计算模拟及安全评估到装备全生命周期一体化技术服务能力。

项目经验丰富项目经验

服务中车、航天科工、中国一汽、国家电网、中国铁塔等头部企业,项目覆盖轨道交通、航空航天、风电、石油化工、高压输电等核心场景。多项成果已在高铁、高端汽车、输电线路等场景应用,可靠性经过长期工程验证。

🔧 按需定制一站式解决方案

根据您的应用场景、技术痛点及具体需求,为您定制产品/工具/技术服务,提供一站式服务解决方案。

服务行业

轨道交通 航空航天 风电 石油化工 高压输电 汽车制造 桥梁 海洋工程 光伏 铁塔


来源:昊宇睿联
Abaqus振动疲劳航空航天轨道交通汽车海洋材料控制试验螺栓ANSYS装配Thread Designer
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首次发布时间:2026-05-20
最近编辑:3月前
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