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螺栓连接模型的简化方法

1年前浏览3405

螺栓联接面接触问题的求解属于复杂的非线性问题;若在结构设计模型中完全建立螺栓几何实体,会造成计算规模巨大,计算效率极低等难题,特别是像风电，大型设备中螺栓规格数量非常多的情况下。

当用户重点研究，螺栓本体或进行考虑含螺栓连接的模态计算时，可以使用以下螺栓的简化方法，即

图1 螺栓连接简化模型

为实现螺栓联接对载荷的传递,在整体模型中,建立螺栓联接的梁单元等效模型｡采用能同时承受轴向力､剪力､弯矩和扭矩的一维复杂梁单元模拟螺栓实体，建议可以采用高阶的BEAM189单元。具体连接方法如下：

1）如图1所示，将螺母与上连接件的接触区域，通过刚性梁耦合在R1位置；

2）螺栓螺纹连接区域与下连接件也是通过刚性梁耦合在R2位置。

3）耦合方法可以采用远端点或运动副实现。

两连接件联接面之间建立接触对,同时在梁单元上创建梁截面,并施加预紧力模拟螺栓预紧效果，如图2给出了建立耦合的计算模型。

图2 耦合的模型

该种方法，梁单元可以输出轴力，剪力，弯矩供螺栓本体部件进行强度校核使用，如果用户的计算目标是考虑连接件的强度问题，则需要基于实际的情况，考虑螺栓模型及与连接件直接的接触关系。

来源：ANSYS空间

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首次发布时间：2023-10-16