Ansys Mechanical｜強度分析

• ANSYS Mechanical提供了進行零件和裝配體強度分析所需的所有工具。它具有解決螺栓負載，溫度變化所引起的應力以及諸如壓力，力，力矩，加速度和位移等物理負載的能力。可以根據組件或零件級別的位移，應力或應變來評估結構的響應。一旦投入使用，這有助於預測產品的性能。
• 組件的強度是了解產品性能，生命週期和可能的故障模式的關鍵要求。機械負載，​​熱應力，螺栓張力，壓力條件和旋轉加速度只是決定材料和設計強度要求的一些因素。Ansys Mechanical通過預測設計在使用中將承受的載荷所需的強度，來確保產品的生存能力和安全性。

Simulating Bolted Assemblies / 模擬螺栓裝配

　

• 在零件可以組裝在一起的多種方式中，當需要拆卸零件進行維護或修理時，螺栓非常有用。當焊接更具挑戰性時，它們還可用於連接由不同材料製成的零件。
• 從FEA的角度來看，可以用許多不同的方式對螺栓建模，從使用約束方程式的零件之間的簡單鏈接到螺栓的完整詳細模型（可能包括完整的螺紋細節）。無論使用哪種模型，模擬螺栓裝配都通常需要進行多步分析才能模擬現實。首先將這些組件用螺栓固定，然後在其環境中使用相應的載荷和邊界條件。結構分析模型將使您以類似的方式施加載荷。首先應用螺栓預應力，從而在模型中產生應力和變形。然後，一旦螺栓被鎖定，將施加額外的載荷。
• 讓我們集中討論一個在幾何上建模螺栓的裝配體，但沒有詳細的螺紋（請注意，以下內容同樣適用於建模為簡單樑的螺栓）。建立這樣一個模型將面臨什麼挑戰？您需要看什麼？好吧，處理螺栓的最大挑戰之一是您很少擁有單個螺栓。實際上，您可能會擁有幾十個（如果不是數百個）。您如何有效地處理大量螺栓？您可以輕鬆地設置一個螺栓並為其他所有螺栓複製設置嗎？如何有效地設置模型以反映螺栓與各個連接零件之間的所有接觸？
• 以下簡介如何在模型中有效創建預應力螺栓，以及如何使用多步分析來分析螺栓裝配的設計。
• 導入幾何圖形後，將在裝配體中自動檢測接觸。您只需要確保螺栓和連接的零件之間的接觸具有適當的屬性，例如無摩擦或具有給定的摩擦係數。一個不錯的主意是將您的聯繫人進行相應的分組，以便以後在重用模型時可以識別它們。

　

• 然後，您需要在每個螺栓上定義預緊力。最好的解決方案是在單個螺栓上創建加載條件，然後復製到具有相同特性的所有其他螺栓上。只需單擊幾下，即可在模型中的所有螺栓上生成條件。

　

• 如前所述，您的模擬通常至少需要兩個步驟：一個是施加預張力，一個是在螺栓鎖定在約束狀態時施加其他載荷。第一個模擬產品的組裝，第二個模擬產品在實際負載條件下的實際行為。無論您是通過載荷還是通過調節來定義螺栓的預緊力，您都可能會對查看反作用力感興趣，以確保正確施加了所有載荷。再一次，自動化將為您節省大量時間–在一個螺栓上定義要查看的結果，並在所有其他螺栓上自動創建結果。

　　螺栓裝配的典型結果

　

在預緊狀態和實際載荷條件下，螺栓頭的接觸壓力

　

預緊力結果的圖片（輪廓和表格）螺栓和預緊力結果引起的應力

　

　　　　　　　螺栓引起的應力和預緊力結果

　　

如果您對螺栓的進一步詳細分析感興趣，則可能需要包括螺紋的詳細信息。但是，對螺紋進行幾何建模會導致模型更大，因為捕獲應力將需要較高的網格密度。更好的解決方案是將線程建模為沒有螺紋幾何可用的接觸。接觸算法將負責計算準確的應力，如下所示。

　　　　　簡化模型，可更快，更準確地分析螺栓螺紋