拉力作用下高强螺栓连接的ansys模拟

［ 】 ｕＴ Ｘ， ｎ Ｌ， ｉ Ｄ ｎ ｍ ｃ ｅａｉ ｒ ｆ ｌ ｔ ．ｌ — ３ Ｙ ＹａｇＪ Ｒｅ ＳＲ． ｙ ａ ｉ Ｂ ｈｖ ｕ ａ ｉ ｐ ｓ ｄ ｏ ｏ Ｅ ｓｃ ａ
与普 通简支梁 和纯 自由梁 的结果 ＿ ５ 比 ， ４］ ．相 由于 弹性地 基 的 作用 ， 当质量块 的撞击 速度 不是 足够 大时 ， 不会 出现局 部截 面再
中 国铁 道 出版 社 ．９２ １ １１ ３ １ ８ ．０ 的波峰振荡 和回退 阶段 ， 因卸载而 ［ ． Ｌ ｅａｄＰ． ．ｙ ｎ ｓ ａｇ ｌ ｔ ｅ ｒ ｔ ｎ ｏ ｅｍ ２ Ｅ Ｈ． ｅ ｎ Ｊ Ｓ Ｓ ｍｏ ｄ，Ｌ ｒｅｐａ ｉｄ ｆ ｍａｉ ｓ ｆ ａ ｓｃ ｏ ｏ ｂ 进入完全弹性 阶段 ， 最后 阶段发 生弹性 振动 等 ， 到 因而 包含 了不 ｕ ｄｒ ｒｎｖｒ ａｔＪ ． ｐ． ｃｈ ， ９ ２ １ ）３ ８３ ４ ｎ ｅ ｔ ｓｅｓ ｉ ｃ［］Ａｐ１Ｍｅ ． １ ５ （９ ：０ —１ ． ａ ｅ ｍｐ 同的物理 现象。
数 ｜ ￡ ｆ 。文中抗滑移系数选取为 ０ ４ ．。
Ｐｅ ７ ， ｒ￣１９ 用于模拟施加在高强螺栓 中预应 力状 态 ； 在高强度螺栓
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维普资讯
第３ ２卷 第 ２ ｌ期
・
５ ・ ６
２ ００ ６年 ｌ１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎ Ｃ ｎ 瓜 Ｅ
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ． １３ ２１ Ｎｏ ｖ． ２ ０ ０６

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。

✓ 载荷步1：预紧力施加（preload or adjustment）- （500N) ✓ 载荷步2：锁定预紧力 ✓ 载荷步3：施加工作载荷 − 后处理
螺栓处理方式（1）
➢ 法兰结构，螺栓及螺母采用真实螺纹形式进行模拟，螺母处螺纹采用螺栓几何作为工具 进行布尔操作
➢ 在螺纹处网格密度足够的情况下，此种方法对刚度的模拟非常准确 ➢ 网格大部分情况下都是四面体网格，需要检查网格质量 ➢ 如果想要得到准确的应力分布变形分布，网格必须足够的细密
螺栓处理方式（9）
➢ 通过Body-Body插入Beam
− 在上下法兰间只有一个 beam188单元
− Scope：法兰螺栓孔的边或者是 表面
− 本方法不能直接使用螺栓预紧力 载荷，需要通过APDL命令施加。
螺栓处理方式
目录
• 螺栓失效及校核方法 • 螺栓处理方式及ANSYS操作技巧
• 螺栓处理方式 • ANSYS操作技巧
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
螺栓处理方式（2）
➢ 法兰结构，螺栓及螺母采用实体进行模拟，但移除螺纹 ➢ 注意螺栓杆的刚度，尽量不改变螺栓杆的刚度，否则会影响螺栓的变形及系统中载荷的
传递 ➢ 网格大部分情况下都是四面体网格，需要检查网格质量 ➢ 如果想要得到准确的应力分布变形分布，在螺纹位置的网格需要尽量的的细密
螺栓处理方式（3）
• 基于VDI2230的螺栓强度及疲劳分析工具
• VDI2330简介 • Bolt Assessment inside Ansys简介 • 实例演示
VDI2230准则
• 发展历程
− VDI：德国工程师协会 − VDI2230是以前的VDI设计组ADKI和
现在的VDI联合会的螺栓连接委员会 多年工作的成果 − 1974年12月版；1977年10月版； 1986年7月版 − 2001年10月修订版；2003年2月版 − 2014年12月part2

基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法研究共3篇基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法研究1基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法研究随着各种精密机械设备的发展，螺栓固定在机械组件中扮演着重要的角色。

螺栓固定不仅能够保证机械装置的牢固性和安全性，同时还能够保障机械设备的正常运转。

因此，对于螺栓固定系统的研究一直是机械工程领域中的热点问题。

而本文主要研究基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法。

螺栓在结构中的主要作用是通过扭转力矩来保证结构的牢固性和安全性，因此对于螺栓的建模方法需要考虑到其实际的运动学特性。

本文针对螺纹精度、法兰面边界、堆垛印痕等结合面的特性，将螺栓与接口处装配的零件一起建模，最终获得完整的螺栓固定系统的建模。

在ANSYS中，常见的螺栓建模方法主要有中间线法和螺纹线法。

中间线法的优点在于能够较好地反映螺栓在结构中的运动特性，但其缺点在于建模复杂度较高，时间和计算资源成本也较高。

螺纹线法在模型的建模过程中更加简单，但其对于螺栓的运动特性反映不够准确。

综合考虑建模效率和准确度，本文采用中间线法进行螺栓的建模。

首先，需要将螺栓与接口结构一起加入到ANSYS中进行建模。

接着，我们采用Hex20单元对应接口结构进行网格剖分，并在需要固定的部位将固定边界条件施加在Hex20单元上。

随后，我们将螺栓中心线和螺纹进行建模，并将其划分为多段。

接着，我们在螺栓模型中为边界定义角度变量、梁实体等，使得螺栓能够与固定边界条件对应。

最后采用等距节点网格将整个结构重新网格化，定位螺栓位置并施加约束条件。

建模完毕后，通过ANSYS进行静态和动态分析，获得螺栓结构固定过程中的应力分布、变形情况、高频振动等方面的分析数据。

总之，本文主要研究基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法研究。

通过中间线法对螺栓和接口结构进行合理的建模方法，能够较好地反映出螺栓在结构中的运动特性和固定效果。

通过基于ANSYS的静态和动态分析，能够进一步得到螺栓固定结构在不同情况下的建模数据，对于机械结构的设计和优化具有重要的指导意义本文研究了基于ANSYS的螺栓固定结合面建模方法，探讨了螺栓运动特性的反映和固定效果的预测。

ansys螺钉连接的处理方法ANSYS螺钉连接的处理方法螺钉连接是机械设计中常用的一种连接方式，它主要适用于两个或多个部件的连接。

在进行机械分析时，通过使用ANSYS软件可以方便地模拟螺钉连接，进而得到该连接的强度和可靠性。

本文将介绍ANSYS螺钉连接的处理方法，以帮助读者在机械设计过程中使用该软件进行螺钉连接的模拟分析。

一、建立模型首先，在ANSYS软件中导入需要进行螺钉连接分析的模型。

导入的模型需要包括螺钉、螺母、垫圈以及被连接的部件等。

此外，还需要对模型进行几何参数的定义，例如螺钉直径、螺距、角度等。

二、定义材料属性在进行螺钉连接分析前，还需要为模型中的材料定义属性。

这些属性包括描绘材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等。

这些属性的定义可以使用ANSYS中的材料库，也可以根据具体的材料进行手动设定。

三、设定约束和载荷在ANSYS中，为了保证分析结果的精确性，需要对模型进行约束和载荷的设定。

对于螺钉连接分析，一般情况下需要给被连接的部件施加由螺钉产生的预紧力，同时需要考虑外力对部件的作用。

这些都需要在ANSYS中进行明确设定。

四、进行力学分析在进行完以上设定后，就可以使用ANSYS对螺钉连接进行力学分析。

在进行分析过程中，需要设置仿真时间，以便ANSYS计算出模型在受载状态下的行为。

此外，还需要针对具体的连接模型设置求解器来解决模型所涉及的非线性或者其他复杂的物理现象。

五、分析结果展示分析结果可以在ANSYS中通过多种方式呈现。

比如，可视化图形、动画、数据图表等。

可以通过这些结果来详细了解螺钉连接的强度和可靠性，以及必要的响应和位移信息。

综上所述，ANSYS软件具有强大的模拟分析能力，可以方便地进行螺钉连接的模拟分析。

通过以上的操作步骤，读者可以清晰地了解整个分析的流程，快速得到可靠的分析结果。

这对于机械设计师来说无疑是一种非常有价值的工具和资源。

ansys螺栓连接的处理方法在机械设计中，螺栓连接是一种常见的连接方式。

螺栓连接的优点是连接紧固力大，可拆卸性好，适用于各种工况。

在使用螺栓连接时，需要考虑螺栓的强度和连接的可靠性。

本文将介绍如何使用ansys软件进行螺栓连接的处理方法。

一、建立模型需要建立螺栓连接的模型。

在ansys中，可以使用DesignModeler或SpaceClaim进行建模。

建模时需要考虑螺栓的几何形状、材料和连接方式等因素。

在建模时，需要注意螺栓的直径、长度、螺纹等参数的设置。

二、设置材料属性在进行螺栓连接分析前，需要设置螺栓和连接件的材料属性。

在ansys中，可以使用材料库中的材料或自定义材料。

在设置材料属性时，需要考虑材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等参数。

三、设置边界条件在进行螺栓连接分析前，需要设置边界条件。

在ansys中，可以设置螺栓和连接件的约束和载荷。

在设置约束时，需要考虑螺栓和连接件的实际约束情况。

在设置载荷时，需要考虑螺栓和连接件的实际载荷情况。

四、进行螺栓连接分析在设置好模型、材料属性和边界条件后，可以进行螺栓连接分析。

在ansys中，可以使用静力学分析或非线性分析进行螺栓连接分析。

在进行分析时，需要考虑螺栓和连接件的实际工作情况。

五、分析结果处理在进行螺栓连接分析后，需要对分析结果进行处理。

在ansys中，可以使用PostProcessor进行结果处理。

在处理结果时，需要考虑螺栓和连接件的实际工作情况。

可以对应力、应变、位移等参数进行分析。

六、优化设计在进行螺栓连接分析后，可以对模型进行优化设计。

在ansys中，可以使用OptiSLang进行优化设计。

在进行优化设计时，需要考虑螺栓和连接件的实际工作情况。

可以对螺栓的直径、长度、螺纹等参数进行优化设计。

七、总结螺栓连接是一种常见的连接方式，在机械设计中应用广泛。

在使用ansys进行螺栓连接分析时，需要考虑螺栓的几何形状、材料和连接方式等因素。

在进行分析时，需要考虑螺栓和连接件的实际工作情况。

拉力作用下高强螺栓连接的ansys 模拟摘要:采用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ,对钢结构高强度螺栓连接的受力分布规律进行了计算和分析,得出了该构件的受力分布图,从理论上对高强度螺栓连接的破坏形式和受力变化进行了分析研究,为进一步改进高强螺栓连接构件的受力状况和结构设计提供了必要的理论依据。

关键词 ANSYS 螺栓连接 预应力 引言钢结构高强度螺栓连接具有施工简单、耐疲劳、可拆换、连接的整体性和刚度较好等优点，是钢结构中所广泛采用的一种连接方式。

因此有必要对其具体受力进行分析研究，本论文利用有限元软件ansys 模拟了一高强度螺栓构件在受拉力作用之下的应力状况。

1 螺栓连接构件基本参数1．1 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力是施加在连接构件上，产生了结构的整体性，通常来讲希望能尽量高些，但为了保证螺栓不会在拧仅过程中发生屈服或断裂，规范GBJ 17—88规定预拉力设计值按下式确定：e y e y Af A f P 675.0)2.1/9.09.0(=⨯= （1-1）其中f y 是钢材的条件屈服强度；A e 为螺栓在螺纹处的有效截面面积。

1．2 连接处构件接触面的处理和抗滑移系数 高强度螺栓有摩擦型和承压型两种受里方式，本文仅仅讨论摩擦型高强螺栓结构结构；对于摩擦型高强螺栓而已，其构件的接触面（摩擦面）通常经特殊处理，使其净洁并粗糟，以提高其抗滑移系数μ；对于本论文中抗滑移系数选取为0.4。

2 高强螺栓连接有限元模型的建立主要目的是通过ANSYS 的3D 实体建模，分析高强度螺栓抗拉在高温下的工作性能以及温度对高强度螺栓抗拉和抗剪的极限承载力的影响。

建模过程中利用ANSYS 的Pre －tension 功能，施加高强度螺栓的预拉力，利用接触单元来考虑螺栓和孔壁的接触与分开的情况以及连接板之间的摩擦作用。

在材料的选择方面考虑到高强度螺栓在抗拉状态下的受力分析，考虑了其强化阶段的弹塑性模型；连接板选用双析线弹塑性模型，分析过程中包含了材料、几何和状态的三重非线性。

· 施 工 技 术 ·
下使栓杆获得一定的应变 ,从而产生想要达到的预应力效 果 。此种方法原理与上一种方法是一致 。
2 举例对比
如图 3 所示 ,N1 板 (300 mm ×100 mm ×20 mm) 两端固 结 ,通过一个 M24 高强螺栓与 N2 板 (100 mm ×150 mm × 15 mm) 栓结 ,螺栓预紧力取 150 kN ,摩擦接触系数 m = 01 4 。 材料弹性模量 21 1 ×1011 Pa ,泊松比 μ= 01 3 。作用在 N2 板 上轴力为 50 kN 。分别用直接加载法和等效力法模拟螺栓 的预紧力 ,图 4 给出直接加载法的有限元模型图 。
3 结束语
施加预应力的方法有很多种 ,但也可以看出 ,无论那种
图 5 N2 板接触面应力分布 (单位 : MPa)
方法 ,都不能既方便又有效地考虑实际结构中可能出现的螺 母松动等情况导致的预紧力损失 。直接加载法与间接加载 法相比要更加直观一些 ,而且最后的等效数据也与理论值更 加接近 ;相比之下 ,间接加载所加的荷载需要等效换算 ,不直 观 ,但间接加载具有灵活性大 、方便可控等优点 ,所以计算上 也常常被采用 。实际工作具体应该运用哪一种方法 ,也不能 一概而论 。比如说 ,研究中要考虑栓杆的抗剪作用或者是栓 帽和栓母和连接板之间的摩擦作用 ,这就要求栓杆必须有抗 剪作用 ,那么就不可以用预拉单元模拟螺栓 ;如果是研究的 连接板上螺栓数量比较多 ,那么必须将螺栓模型用实体单元 建立起来的直接加载法在计算时就困难较大 ,这时等效力法 模拟高强螺栓的作用会方便许多 。所以说 ,方法的使用应该 首先考虑计算的需要 ,当然 ,还要看使用者是否能熟练使用 、 灵活运用 ,因人而异了 。
· 施 工 技 术 ·

机械工程分析软件应用ANSYS 作业二姓名：学号：专业班级：电话：1. 点击Utility Menu→Work Plane→Change Active CS to→Global Cylindrical。

激活全局圆柱坐标系。

2. 创建点。

选取Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Key points→In Active CS。

将会弹出图1所示对话框，在“NPT”文本框中输入“1”，在“X,Y,Z”文本框中分别输入（0.008,0，-0.002），点击，在“NPT”文本框中输入“2”，在“X,Y,Z”文本框中分别输入（0.008,90，-0.0015），点击，在“NPT”文本框中输入“3”，在“X,Y,Z”文本框中分别输入（0.008,180，-0.001），点击，在“NPT”文本框中输入“4”，在“X,Y,Z”文本框中分别输入（0.008,270，-0.0005），点击，在“NPT”文本框中输入“5”，在“X,Y,Z”文本框中分别输入（0.008,0，0）。

单击按钮。

得到如图2所示关键点。

图1 图23. 创建螺旋线。

点击命令：Main menu →Preprocessor→Modeling→Copy→Lines→Lines→In Active Coord。

弹出如图3所示对话框，分别拾取关键点1、2,2、3,3、4,4、5。

创建螺旋线如图3.1所示，单击按钮。

得到螺旋线如图4所示。

图3 图3.1图44. 合并关键点。

选取命令如下：Main Menu→Preprocessor→Numbering Ctrls→MergeItems。

弹出如图5所示对话框。

将文本框中的的“Label”改为“Key points”，单击按钮。

为下一步布尔运算做准备。

图55. 布尔运算。

选取命令如下所示：Main menu→Prerocessor→Modeling→Operate→Booleans→Add→Lines。

ansys技巧总结_螺栓连接的模拟实现问题
刚做完钢结构节点有限元分析。

效果不错。

我的做法螺栓用psmesh施加预应力，
两块端板间采用接触技术。

螺栓连接的模拟实现问题，还是要看你想研究目的是什么。

如果研究节点的性能可以实体建模用premesh和接触分析，但很耗资源，因为包含接触非线性与材料非线性，我做过一颗螺栓的问题，大概五小时的时间，1G的结果文件。

如做框架分析就约束方程较为简单。

这个问题，我看大家都比较关心，的确这也是一个比较实际的问题
我的看法如下：
一，如果分析螺栓本身，那么用接触分析比较好，国内是实际例子也比较多，就是归于节点分析一类
二。

如果螺栓没有相对构件的平面位移，那么用预紧单元+粘结即可
三，也可以考虑在螺栓位置加较大数量级的对称压力
四，耦合，说白了，就是强制让相关节点的某些自由度一致。

]90|Application of Mechanics-electronics Technology》机电技术应用](2020年#0月上〕基于ANSYS Workbench螺栓连接强度分析.杨佩东(山西工程职业学院，山西太原030009)摘要：针对某管道法兰螺栓连接进行有限元分析，通过solidworks三维绘图软件建立分析模型，导入有限元分析软件ANSYS Workbench中，通过对管道和螺栓赋予一定材料属性以及相应的载荷约束,得出螺栓所受最大Von Mises等效应力、最大径向应力、最大轴向应力以及最大应变均满足实际工况使用要求#同时经过此次研究分析，为其他结构螺栓连接强度分析提供一定的参$关键词:ANSYS Workbench；螺栓连接；强度分析中图分类号:TH131.3文献标志码:A文章编号:1672-3872(2020)19-0190-020引言螺纹连接是利用螺纹零件组成的一种可拆卸的连接,是机械设计和工程上常见的紧固连接方式,螺纹连接的基本类型有四种,分别为螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接⑴。

螺栓连接由于结构简单,拆装方便,被广泛应用于航天%造船、汽车、吊装等各种工程结构当中。

由于螺栓连接在实际工程使用当中受力较为复杂,采用理论计算,通常繁琐且精度较差,随着有限元技术的，较的复杂结构受力分析叫本文针对螺栓连接进行有限元分析。

$螺栓连接强度分析1.1建立几何模型采用SolidWorks三维绘图软件建立螺栓几何模型,并在装式下进行螺栓％装，在建程中为了有限元分析计算，螺栓螺纹建，在AN-SYS Workbench中采用应接类型行螺纹兰连接状态。

建的三维型图1。

______________图1螺栓连接三维模型基金项目：山西省教育科学规划课题“重点实验室建设与复合型人才培养研究”(GH-18140)；山西工程职业学院2019年度研“''的教学改与实”(JKY-201911)作者简介：杨佩东(1988—),男，人，硕士，助教，研究方向：有限元分析技术。

螺栓联接的有限元分析问题描述如图所示，两个长方形平板通过两个螺栓连接在一起，具体几何尺寸如下：L1=0.05m,L2=0.03,L3=0.03,L4=0.09,W=0.07,板子的厚度H=0.008m，螺母半径R1=0.008m，螺母厚度H1=0.004，两个螺栓的中心距L=0.03m，螺杆半径R2=0.05，模型采用SOLID186单元模拟板子，采用接触向导定义接触对，材料参数：板材的弹性模量为2.1E11pa,泊松比0.3，应力应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度为400Mpa,切线模量为2E10pa,螺栓的弹性模量为 2.1E11pa,泊松比为0.32，应力-应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度600Mpa,切线模量为2E10pa。

载荷及边界条件：螺栓连接模型承受螺栓预拉伸应力和外拉伸两种载荷，因此计算中采用两个载荷步进行加载，第一个载荷设置螺栓的预拉伸力为1000N，第二个载荷步设置板子的右端承受60Mpa的拉力固定约束在板子左端一、建立有限元模型（1）定义单元类型本实例分析的问题中涉及到大变形，故选用Solid186单元类型来建立本实例的模型。

本接触问题属于面面接触，目标面和接触面都是柔性的，将使用接触单元TARGE170和CONTA174来模拟接触面。

接触单元在分析过程中使用接触向导时可以自动添加，这里就不再添加。

下面为定义单元类型的具体操作过程。

1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型)对话框。

单击对话框中的Add按钮，将弹出Library of Element Types (单元类型库)对话框。

2．在单元类型库对话框中，靠近左边的列表中，单击“Structural Solid”一次，使其高亮度显示，指定添加的单元类型为结构实体单元。

然后，在靠近右边的列表中，单击“Brick 8node 186”一次，选定单元类型Solid186 为第一类单元。

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]。

文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：peraglobal）
结构连接中采用螺纹连接应用非常广泛，通常我们在进行有限元分析时，会将螺栓简化成光杆或者甚至是一根梁。

但是对于一些关键的螺纹连接，当我们需要考虑螺纹处的应力分布时，往往需要将螺纹细节特征建立好，然后进行仿真。

由于螺纹本身细节特征较多，为保证求解精度，网格会非常多，这将大大降低求解效率。

ANSYS 15.0之后的版本中，增加了虚拟螺纹功能。

在进行螺纹模拟时，我们不用建立精细化的螺纹模型就可以得到螺纹处精确的应力分布，非常便捷。

我们以某拉杆为例，介绍虚拟螺纹具体设置方法。

1. 拉杆结构如下图所示，与外部螺母采用螺纹连接，建模时我们忽略螺纹特征，将螺纹处建成光面。

2. 选择拉杆外表面为接触面，螺孔内表面为目标面，接触类型为不分离。

3. 在接触属性中，设置螺纹具体参数：如中径、螺距、牙型角等。

4. 对模型进行网格划分，需要注意的是，螺纹处网格需要细化，一般网格尺寸不超过1/4螺距。

5. 对模型进行加载并求解，可以查看到螺纹处的应力分布，如下图所示。

6. 我们建立详细的螺纹模型，进行求解。

计算结果如下所示，可以看到虚拟螺纹模型与详
细螺纹模型计算的结果基本保持一致。

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利用 B(2C2模拟螺栓预紧力的研究!
李会勋#，胡迎春#，!，张建中+
（#’广西大学 机械工程学院，广西 南宁 "+)))D；!’广西工学院 计算机工程系，广西 柳州 "D"))*；
+’山东科技大学 机械工程系，山东 泰安 !@#)))）
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
!螺栓!)$#·11
（"’）
把初始载荷换算成温度载荷，加载到螺栓杆上。
#,’ 采用渗透接触法模拟螺栓预紧力
通过 ./010提供的接触副可以模拟螺栓的 预紧力。如图#所示。首先在建螺栓杆时减去施 加预紧力矩之后螺杆和被联接件的变形总和，然
后建立接触对，螺杆受到了拉力，被联接件受到压
力作用，即可模拟出螺栓的预紧力作用。
受模型单元划分数目的影响，模拟出螺栓预紧力。
其轴向应力云图如图2。
轴心部分拉应力偏小，这主要是由于降温法在降 温时螺杆不仅在轴向产生压缩应力，还在径向产 生径向压缩应力。 ,;, 初始渗透接触法
有限元模型划分的单元数为<$,$，节点数为 ",211。计算结果螺杆轴向应力云图如图.所示。 同 样，在 螺 杆 中 部，螺 杆 轴 向 平 均 应 力 约 2(#)*+，小于理论值。
万方数据
利用ANSYS模拟螺栓预紧力的研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
为摩擦系数，无润滑时&!(,"!(,#）；螺栓孔直
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第1期(总第146期)2008年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(2008)0120023203基于AN SYS FE -SA FE 的模具联接螺栓疲劳仿真分析张　逊,姜年朝(南京模拟技术研究所,江苏　南京　210016)摘要:分析了预紧力和热应力对模具联接螺栓强度的影响。

结果表明,模具联接螺栓的应力远远低于材料的强度极限,但在固化过程中,模具联接螺栓经常会出现断裂现象。

应用AN SYS FE -SA FE 软件,对螺栓进行疲劳分析,计算了螺栓的使用寿命,揭示了模具联接螺栓断裂的根本原因。

关键词:螺栓;疲劳分析;AN SYS FE -SA FE 中图分类号:TH 131∶T P 39119 文献标识码:A收稿日期:2007205209;修回日期:2007210225作者简介:张逊(19722),男,江苏宜兴人,高级工程师,硕士,主要从事发动机及结构设计。

0　引言模压成形中,通常用螺栓联接上、下模具,这种联接形式的特点是螺栓对上、下模具施加了预紧力,在模具和螺栓上形成了预应力。

在中温或高温固化过程中,这种预应力一直存在,并和温度应力共同作用于模具联接螺栓。

这种复合应力随模具固化过程而呈现出交变的特点,从而引起螺栓疲劳变形甚至拉断。

由于螺栓影响模具合模缝的大小,从而直接影响产品的外形及尺寸,因此,在生产过程中,要精确控制模具联接螺栓的变形。

AN SYS FE -SA FE 是基于AN SYS 软件的专用疲劳分析模块,它的前、后处理器都依赖于AN SYS 软件,它本身只是一个计算器。

AN SYS FE -SA FE 模块使用局部应力-应变法进行单轴和多轴疲劳分析,同时可以使用多种平均应力修正方法,也可采用用户定义的平均应力修正[1]。

本文利用AN SYS FE -SA FE 模块很强的疲劳计算功能和材料适应性,对模具联接螺栓进行疲劳仿真分析#1　ANS Y S FE -SAFE 分析理论和步骤111　AN SYS FE -SA FE 的应力应变计算通常疲劳损伤是由材料的塑性变形引起的,当应力集中部位进入塑性状态时,应力应变关系为非线性。

基于ANSYS Workbench有预紧力的高强螺栓群有限元分析作者：李金兴韩林山周志强来源：《河南科技》2018年第02期摘要：本文以1 600t造桥机为研究对象，采用SolidWorks软件建立箱梁及螺栓群三维实体模型后，导入ANSYS Workbench对箱梁螺栓群进行有预紧力的有限元分析。

计算结果可以为螺栓接头的实际应用提供数据支撑，同时表明采用有限元分析方法可以更加全面、准确地指导架桥机的设计。

关键词：ANSYS Workbench；高强螺栓群；有限元法；预紧力中图分类号：TH218 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）02-0090-03Finite Element Analysis of High-strength Bolts Based onANSYS Workbench Under PreloadLI Jinxing HAN Linshan ZHOU Zhiqiang（School of Mechanical Engineering， North China University of Water Resourcesand Electric Power， Zhengzhou Henan 450000）Abstract： In this paper， the 1 600t bridge machine was taken as the research object， the 3D models of box girder and bolts was established by SolidWorks software， and ANSYS Workbench was introduced to the finite element analysis of the bolt group of box girder. The calculation results provide a reference for the using of the high-strength bolts connection. At the same time， the finite element analysis method can be used to guide the design of bridge girder erection machine more comprehensively and accurately.Keywords： ANSYS Workbench；high-strength bolts；finite element method；preload造桥机也被称为移动模架，是一种利用自身模板，进行逐孔移动浇筑砼梁的施工机械，被广泛应用于道路施工和桥梁建设工程[1]。