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Ansys螺栓预紧力模拟螺栓连接是机械设计中比较常见的一种连接固定方式，为了保证连接的可靠性，需要通过拧紧螺栓的方式施加必要的预紧力来防止螺纹松脱，本文通过一个简单的实例来计算螺栓的预紧力，以及模拟螺栓连接受到预紧力时的应力应变情况。
一、建立CAD模型在CAD中建立以下螺栓连接模型，钢板在中间，螺栓和螺母上下锁死。
螺纹规格为M10 x 1.5，为了简化，没有对螺纹进行建模：二、校验最大预紧力和锁紧扭力根据以下公式校验螺栓能够承受的最大预紧力：安全系数取1.5，结构钢屈服应力为250MPa，螺纹大径为10mm 可以得到最大预应力为P = 0.67*(250x3.14/4*100)=13,155KN根据以下公式计算该螺栓可以承受的最大扭力：T = 0.2*0.01*13155 = 26.3Nm.三、设立边界条件1）将模型导入Ansys workbech, 将三个零件的材料设为结构钢。
2）接触面设置：a. 将螺栓和钢板的接触设置为“Friction”，摩擦系数设为0.15。
b. 将螺母和钢板的接触设置为“Friction”，摩擦系数设为0.15。
c. 将螺栓和螺母的螺纹连接设置为'Bonded'，接触行为设为非对称“Asymmetric”，打开修剪接触，将公差设为1mm：3)预紧力设置：首先设置预紧力施加的位置，需要先建立一个坐标系，这里选择钢板上下面作为参考面，生成的坐标系会坐落在钢板的中间平面。
然后选择螺栓body，选择刚建立的坐标系，设置预紧力大小为5KN。
注意预紧力那两个箭头要跟螺栓的中心轴方向一致，箭头所指的位置就是预紧力作用的位置。
预紧力作用的位置4）网格设置基础网格大小设为2.5mm，追加接触面网格细化（0.5mm）和螺栓细化(1.5mm）。
5）约束设置：将钢板四周面设为固定面。
四、求解器设置和结果求解步骤需要设为两步在预紧力中将第一步设为Load 5KN, 第二步设为Lock整体形变，注意到最大变形发生在预紧力施加的位置：整体应力分布：螺栓应力分布，最大应力在根部：安全系数分布：变形动画，可以看到螺栓和螺母在锁紧扭力的作用下相对移动，这个与实际操作相符。
ansys中螺栓的预紧力如何施加我是初学者，螺栓中预紧力的施加不是很清楚，solve之后的预紧力方向为轴向（图见附件），我觉得不符合实际情况，是不是预紧力施加的方法不对啊，请各位指教给螺栓加预紧力，必须先在螺栓上建立一个预紧力截面，然后在截面上施加预紧力，方向为轴向！在ansys帮助文件里有螺栓加载的例子，找找就能找到！把通过公式F=T/K*d的力值直接加在预紧力截面上。
不过存在一个问题，就是利用公示所计算得到的预紧力数值较大，因此所计算出的应力结果也比较大。
我查看过一些别的资料，有同行也讨论过这个问题，也认为应力结果与实际不太相符，偏大！所以有人认为K值应该较理论值大一点，取到0.3左右可能更接近实际！采用PSMESH命令定义预紧截面,用SLOAD命令加预紧力.可以在ANSYS里面搜一下,有这样的例子.ansys10自带的帮助文件里有一个例子，2.8. Defining Pretension in a Joint Fastener 大家可以参考一下，大家共同研究研究。
/prep7/title, Sample application of PSMESHet,1,92mp,ex,1,1e7mp,alpx,1,1.3e-5mp,prxy,1,0.30mp,ex,2,3e7mp,alpx,2,8.4e-6mp,prxy,2,0.30tref,70/foc,,-.09,.34,.42/dist,,.99/ang,,-55.8/view,,.39,-.87,.31/pnum,volu,1/num,1cylind,0.5,, -0.25,0, 0,180cylind,0.5,, 1,1.25, 0,180cylind,0.25,, 0,1, 0,180wpoff,.05cylind,0.35,1, 0,0.75, 0,180wpoff,-.1cylind,0.35,1, 0.75,1, 0,180 wpstyle,,,,,,,,0vglue,allnumc,allvplotmat,1smrt,offvmesh,4,5mat,2vmesh,1,3/pnum,mat,1eplotpsmesh,,example,,volu,1,0,z,0.5,,,,elemsCM,lines,LINE/dist,,1.1cmplot/solueqslve,pcg,1e-8asel,s,loc,yda,all,symmasel,alldk,1,uxdk,12,uxdk,1,uzsload,1,9,,force,100,1,2/title,Sample application of PSMESH - preload only solve这是例子内容，有兴趣的可以研究研究。
第25卷第1期山东科技大学学报(自然科学版)Vol.25No.1 2006年3月Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science)Mar.2006文章编号:1672-3767(2006)01-0057-03利用ANSYS模拟螺栓预紧力的研究*李会勋1,胡迎春1,2,张建中3(1.广西大学机械工程学院,广西南宁530004;2.广西工学院计算机工程系,广西柳州545006;3.山东科技大学机械工程系,山东泰安271000)摘要:在螺栓联接的有限元分析中准确模拟螺栓的预紧力是一项复杂而困难的工作。
论述了利用有限元技术在ANSY S中模拟螺栓预紧力的预紧力单元法、降温法和渗透接触法等方法。
通过对比发现预紧力单元法能较好的模拟实际预紧力,从而为有限元分析中施加预紧力载荷提供了可靠的理论和应用依据。
关键词:AN SY S;预紧力单元法;降温法;渗透接触法中图分类号:T H123.4文献标识码:AStudy on Simulating Bolt Pretension by Using ANSYSLI Hu-i xun1,HU Ying-chun1,2,ZH ANG Jian-zhong3(1.College of M echanical Eng.,Guangx i University,Nanning,Guangx i530004,China;2.Dept.of Computer Science,GuangxiPolytechnic College,Liuzhou,Guangxi545006,China;3.Dept.of M echan i cal Eng.,S UST,Taian,Shandong271000,China) Abstract:It is quite complex and difficult to simulate bolt pretension accurately in the analysis of bolt joint by finite element method.T hree methods such as the pretension element,decreasing temperature and pene-trative contact methods are discussed in ANSYS by using finite element technology.And comparisons of them find that pretension element method could be the best w ay to simulate the real bolt pretension,pro-viding a reliable theoretic and application bases for pretension loading in the analysis of bolt joint by using f-i nite element method.Key words:ANSYS;pretension element method;decreasing temperature method;penetrative contact method受拉紧螺栓联接是机械结构中应用最广泛的联接方式。
ansys螺栓预紧单元的创建（中文说明）1、定义螺栓直接使用ansys中创建体的命令创建一个圆柱和两个圆环，组合成螺栓，注意要将螺栓粘接起来2、定义预应力psmesh命令使用功能：生成预拉伸剖面网格，创建并划分一个预紧截面secid：唯一的剖面号，横截面号，这个号必须没被用。
name：横截面名字p0：预紧（预拉伸）节点号码。
如果不存在的话，将生成一个。
确省的是最大号码数加1。
egroup,numpsmesh将操作方式的单元组，如果egroup=p，转化成图形捡拾，并且num被忽略（仅在gui的条件下有效率）l（orline）-psmesh在所有被num指定的线上的单元进行。
新的预紧点附在num或者它下面的实体上。
任何后来对num的lclear操作方式将删掉阻尼单元和psmesh 建立的节点a（orarea）-psmesh在所有被num指定的面上的单元进行。
新的预紧点附在num或者它下面的实体上。
任何后来对num的aclear操作方式将删掉阻尼单元和psmesh 建立的节点v（orvolu）-psmesh在所有被num指定的体上的单元进行。
新的预紧点附在num或者它下面的实体上。
任何后来对num的vclear操作方式将删掉阻尼单元和psmesh 建立的节点p-psmesh在所有后面选择的单元上进行，num被忽略。
all-命令在所有被选择的单元上进行，num被忽略。
kcn：拆分面和法线方向所用的坐标系号kdir：在kcn坐标系下，分离面的法线方向（x，y，或z）如果kcn就是笛卡尔坐标系，阻尼横截面的法线方向平行于kdir轴而不管阻尼节点的边线。
如果kcn非笛卡尔坐标系，预紧截面的法线方向坐标系kcn中，预紧节点处kdr的方向一致。
value：在kdir轴上，拆分面的边线点。
如果选定了ndplane将被忽略。
ndplane：已经存在的节点，psmesh用来产生分离面的位置。
如果ndplane被提供分离面的位置，有ndplane的kdir坐标确定。
在ANSYS 软件中高强螺栓预紧力的施加方法王春寒(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031) 【摘 要】 介绍了在ANSYS 软件中,施加高强螺栓预紧力的几种方法,指出各自的优缺点,并通过一简单算例进行计算对比,以供设计人员参考。
【关键词】 ANSYS ; 高强螺栓; 预紧力 【中图分类号】 TU311141 【文献标识码】 B 高强螺栓抗拉强度一般在700MPa 以上。
由于高强螺栓能大量生产,质量稳定,有足够的强度和韧性,材料费用较便宜,在经济上较为合理,有着十分广泛的应用。
对高强螺栓的深入研究分析往往要借助有限元软件来完成,ANSYS 正是其中比较优秀的软件之一。
运用ANSYS 软件进行有关高强螺栓的计算分析基本都是摩擦接触分析。
接触分析是典型状态非线性分析,而在分析过程往往还要考虑材料的塑性,这就使分析成为状态非线性和材料非线性组合在一起的高度非线性分析。
因此如何施加螺栓的预紧力,合理的建立模型、就显得很重要。
1 施加预紧力的方法 ANSYS 软件中模拟高强螺栓的预紧力,主要可以通过直接加载法、等效力法、等效应变法和等效温度法来实现。
111 直接加载法ANSYS 中直接加载的途径有两种。
途径1:ANSYS 中设置了预拉力单元PRETS179。
可以通过PSM ESH 或者EIN TF 命令在一个已经划分网格的结构中定义一个截面并插入预拉力单元PRETS179,然后通过SLOAD 命令来施加PRETS179单元的预应力,实现对高强螺栓的模拟。
这种方法要求在建模时将栓杆和栓帽固结。
预拉力单元只能在静力分析中使用,并且它不能传递剪应力,因此栓杆将不能承受弯矩和剪力,不能模拟现实中的栓杆和孔壁的摩擦接触行为。
图1 直接加载法示意图途径2:在栓帽和栓杆上分别施加大小相等、方向相反的面荷载或者多个集中力,使整个螺栓作用在连接板上的合力和弯矩为零(如图1)。
在建立的有限元模型中,栓杆和栓帽不能粘结在一起,可以通过耦合方程等方法使栓杆和栓帽上的节点在沿栓杆轴线方向上的位移自由度相互独立,以保证连接板获得来自螺栓的压力。
ANSYS使用技巧（二）螺栓预载荷定义1、定义螺栓直接使用ANSYS中创建体的命令创建一个圆柱和两个圆环，组合成螺栓，注意要将螺栓粘接起来2、定义预应力psmesh命令使用功能：生成预拉伸剖面网格，创建并划分一个预紧截面使用格式：PSMESH, SECID, Name, P0, Egroup, NUM, KCN, KDIR, VA LUE, NDPLA NE, PSTOL, PSTYPE, ECOMP, NCOMPSECID：唯一的剖面号，截面号，这个号应该没有被用。
Name：截面名字P0：预紧（预拉伸）节点号码。
如果不存在的话，将生成一个。
确省的是最大号码数加1。
Egroup, NUMPSMESH将操作的单元组，如果EGROUP=P，激活图形拾取，并且NUM被忽略（尽在GUI的条件下有效）L（or LINE）-PSMESH在所有被NUM指定的线上的单元进行。
新的预紧点附在NUM或者它下面的实体上。
任何后来对NUM的LCLEA R操作将删除预紧单元和PSMESH创建的节点A（or AREA）-PSMESH在所有被NUM指定的面上的单元进行。
新的预紧点附在NUM或者它下面的实体上。
任何后来对NUM的ACLEA R操作将删除预紧单元和PSMESH创建的节点V（or VOLU）-PSMESH在所有被NUM指定的体上的单元进行。
新的预紧点附在NUM或者它下面的实体上。
任何后来对NUM的VCLEA R操作将删除预紧单元和PSMESH创建的节点P-PSMESH在所有后面选择的单元上进行，NUM被忽略。
ALL-命令在所有被选择的单元上进行，NUM被忽略。
KCN：分离面和法线方向所用的坐标系号KDIR：在KCN坐标系下，分离面的法线方向（x，y，或Z）如果KCN是笛卡尔坐标系，预紧截面的法线方向平行于KDIR轴而不管预紧节点的位置。
如果KCN非笛卡尔坐标系，预紧截面的法线方向坐标系KCN中，预紧节点处KDR的方向一致。
基于ANSYS模拟扳手法的高强度螺栓预紧分析研究伍贤洪【摘要】高强度螺栓连接是机械工程领域应用最为普遍的连接方式之一,而对其预紧的研究一直在探索当中.本文在理论计算的基础上,利用ANSYS软件建立预紧力单元法模型和符合实际扭矩加载情况的模拟扳手法模型,通过对两种螺栓预紧进行模拟分析,对比预应力和扭矩系数结果,论证了模拟扳手法的实际参考价值和为理论研究提供依据.%High strength bolt connection is one of the most commonly used connections in mechanical engineering, but the research on pretightening has been exploring. On the basis of theoretical calculation, the preload unit method model and a simulation wrench model which accords with the actual torque loading condition is established by using ANSYS software. Through the simulation analysis of two kinds of bolt pretightening, and by comparing the results of prestress and torsion coefficient, the practical reference value and theoretical basis of the simulation wrench are demonstrated.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】5页(P99-102,111)【关键词】高强度螺栓;预紧力单元法;模拟扳手法;预应力;扭矩系数【作者】伍贤洪【作者单位】南宁职业技术学院, 广西南宁 530008【正文语种】中文【中图分类】O348;U4650 引言螺栓联接因其操作简单、方便、易用、在许多工程领域被广泛使用[1]。
