帶預(yù)緊力螺釘?shù)慕佑|分析

1、帶預(yù)緊力螺釘?shù)慕佑|分析一， 問(wèn)題的描述如圖，底座和蓋板通過(guò)螺釘連接在一起，（只在底座上有螺紋，蓋板上沒(méi)有螺紋），底座固定。螺釘本身有15000n的預(yù)緊力，蓋板的端面收到斜向的面載荷p=10mpa，各部件的材料特性為彈性模量e=210000pa，泊松比=0.3.各接觸面之間的摩擦系數(shù)為0.15.要求準(zhǔn)確模擬螺釘?shù)念A(yù)緊力，并確定蓋板端面（斜向拉力的作用面）頂部的位移。圖1二， 模型分析通過(guò)proe建立模型，裝配，再導(dǎo)入abaqus進(jìn)行有限元分析，基于結(jié)構(gòu)和載荷的對(duì)稱性，只取模型的1/2進(jìn)行分析。因此在proe建模的時(shí)候也只取一半。abaqus中還有注意點(diǎn)；1）此問(wèn)題研究的是結(jié)構(gòu)的靜態(tài)響應(yīng)，所以分析

2、步類型為static,general2）在接觸分析中有兩個(gè)重要的問(wèn)題：在接觸關(guān)系建立起來(lái)之前，模型中的實(shí)體可能出現(xiàn)剛性位移；接觸條件突然改變，導(dǎo)致abaqus無(wú)法收斂。因此，本實(shí)例中將采用額外的分析步和邊界條件，使模型平穩(wěn)地進(jìn)入接觸狀態(tài)，將載荷逐步施加到模型上。3）在接觸分析中，如果接觸屬性為默認(rèn)的硬接觸，則不能使用六面體二次單元，以及四面體二次單元，而應(yīng)盡可能使用六面體一階單元。本模型采用六面體非協(xié)調(diào)模式單元（c3d10）.4）分析過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)很大的滑動(dòng)，因此選用小滑移5）各接觸面上使用庫(kù)倫摩擦，摩擦系數(shù)為0.156）螺紋處的應(yīng)力應(yīng)變不是重點(diǎn)，因此不需要精確建模三，模型建立1.proe實(shí)體

3、建模 通過(guò)拉伸，旋轉(zhuǎn)命令分別建立蓋板，螺釘，底座模型。并在裝配模塊中進(jìn)行裝配。如圖2所示。圖2將三個(gè)模型分別保存為.stp格式的文件。2基于abaqus的分析 （2）將模型分別導(dǎo)入abaqus中如圖圖3創(chuàng)建材料和創(chuàng)建截面屬性（3個(gè)部件全部需要），選擇彈性模量為210000，泊松比為0.3.（3）定義裝配件在assembly模塊中，導(dǎo)入并裝配各個(gè)部件。圖4（4）劃分網(wǎng)格 由于部件是通過(guò)stp文件導(dǎo)入的，不能直接生成掃掠網(wǎng)格，必須對(duì)他們進(jìn)行分割。如圖5圖5（5）定義接觸和綁定約束將蓋板上表面和螺釘下表面，蓋板下表面和底座上表面定義接觸，將底座和蓋板圓孔和螺釘本體綁定約束。并定義帶庫(kù)倫摩擦的接觸屬性。摩擦系數(shù)為0.15，如圖6,7所示。圖6圖7（6）設(shè)定分析步施加載荷進(jìn)入step模塊，設(shè)置四個(gè)分析步，在第一個(gè)分析步中施加10n，在第三個(gè)分析步中將預(yù)緊力增加到7500n.(7)定義邊界條件 設(shè)定邊界條件為螺釘?shù)钠是忻?，底座地面以及蓋板的端面，如圖圖8（8）提交分析作業(yè)，得出結(jié)果圖93.結(jié)果分析 如圖10,11，從結(jié)果中得出最大力的位置，以及最大力為6270，以及最大位移為1.955.圖10圖11參考文獻(xiàn)【1】石亦平 周玉容 abaqus有限元分析實(shí)例詳解，機(jī)械工業(yè)出版社【2】劉展，abaqus基礎(chǔ)教程與實(shí)例講解，中國(guó)水利水電出版社先進(jìn)制造