Abaqus螺栓有限元分析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上1. 分析過程1.1. 理論分析1.2. 簡化過程如果將Pro/E中的3D造型直接導入Abaqus中進行計算，則會出現(xiàn)裂紋縫隙無法修補，給后期的有限元分析過程造成不必要的麻煩，因此，在Abaqs中進行計算之前，對原來的零件模型進行一些簡化和修整。A. 法蘭部分不是分析研究的重點，因此將其簡化掉；B. 經(jīng)計算，M24×3的螺紋的升角很小，在 度，因此可以假設螺旋升角為0；C. 忽略螺栓和螺母的圓角等細節(jié)；1.3. Abaqus中建模查閱機械設計手冊，得到牙型如下圖所示，在Abaqus中按照下圖所示創(chuàng)建出3D模型，如Error! Reference source

2、 not found.所示。同樣的方式，我們建立螺母的3D模型nut，如Error! Reference source not found.所示。圖 11圖 12建立材料屬性并將其賦予模型。在Abaqus的Property模塊中，選擇Material->Manager->Create，創(chuàng)建一個名為Bolt&Nut的新材料，首先設置其彈性系數(shù)。在Mechanical->Elastic中設置其楊氏模量為Mpa，設置其泊松比為0.3，如Error! Reference source not found.所示。建立截面。點擊Section->Manager->Cr

3、eat，建立Solid，Homogeneous的各向同性的截面，選擇材料為Bolt&Nut，如Error! Reference source not found.所示。將截面屬性賦予模型。選擇Assign->Section，選擇Bolt模型，然后將剛剛建立的截面屬性賦予它。如Error! Reference source not found.所示。同樣，給螺母nut賦予截面屬性。圖 13圖 14圖 15然后，我們對建立的3D模型進行裝配，在Abaqus中的Assembly模塊中，我們同時調入兩個模型，然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和I

4、nstance命令對模型進行移動，最終的裝配結果如Error! Reference source not found.所示。圖 16第四步，對模型進行網(wǎng)格劃分。進入Abaqus中的Mesh模塊，然后選擇Bolt零件，使用按邊布種的方式對其進行布種，布種結果如Error! Reference source not found.所示。在菜單Mesh->Control中進行如Error! Reference source not found.所示的設置使用自由網(wǎng)格劃分，其余設置使用默認。在菜單Mesh->Element type中選用如Error! Reference source no

5、t found.所示的設置。按下Mesh圖標，對工件進行網(wǎng)格劃分，最終的結果如Error! Reference source not found.所示。同樣的方式對螺母模型nut進行網(wǎng)格劃分，最終結果見Error! Reference source not found.所示。圖 17圖 18圖 19圖 110圖 111第五步，創(chuàng)建分析步。在Step模塊中，點擊Step->Manager圖標，創(chuàng)建新的分析步，類型為Static，General，名稱為Step-Load，其余使用默認設置即可。第六步，添加約束條件和載荷。在Interaction模塊中，選擇Tools->Surface-

6、Manager，創(chuàng)建如Error! Reference source not found.所示的表面為集合Load_shang和Load_xia，分別用作加載載荷和約束。選擇Load模塊，在BC->Manager->Creat中創(chuàng)建約束BC-ENCASTED，選擇剛剛定義的Load_xia集合，將6個自由度全部約束，如Error! Reference source not found.所示。下面我們?yōu)槟Ｐ吞砑蛹s束，選擇Load->Create，進入約束創(chuàng)建界面，選擇約束施加的表面為我們之前設定的Load_shang，施加的載荷的類型為Pressure，大小為372.835Mp

7、a，具體設置如Error! Reference source not found.所示。圖 112圖 113圖 114第六步，定義接觸面。接觸面是Abaqus分析中非常重要的一環(huán)。進入Abaqus中的Interaction模塊，先在Tools->Surface菜單中設置我們要定義的兩個相互接觸的面。如Error! Reference source not found.所示，螺栓上的接觸面主要是螺紋的下表面，按著Shift鍵依次將其選中。如Error! Reference source not found.所示，螺母上的接觸面主要是螺紋的上表面，同樣按著Shift鍵依次將其選中。設置接觸面

8、的屬性。選擇Interaction->Manager->Creat中創(chuàng)建接觸面，類型選擇面和面接觸，選擇Mechanical->Tangential Behavior，輸入摩擦系數(shù)為0.14，選擇Mechanical->Normal Behavior，接受默認設置，最終設置如Error! Reference source not found.所示。選擇Interaction->Creat，創(chuàng)建螺栓和螺母之間的接觸，接觸，類型選擇剛剛定義的接觸類型，設置結果如Error! Reference source not found.所示。圖 115圖 116圖 117圖 118最后，創(chuàng)建任務，接受默認設置，并提交計算。1.4. 仿真結果將任務提交計算之后，得到的3維應力云圖如Error! Reference source not found.所示。為了觀察更為方便，我們將云圖剖開，如Error! Reference source not found.所示。從云圖中我們可以看出，螺栓頭部與螺桿相接觸的地方的應力較大，螺栓的螺紋處，由于截面發(fā)生變化也聚集著較大的應力。由于在仿真過程中，將壓力施加在螺母的下表面，因此螺母的下方的變形較大，螺母的下方的幾條螺紋的