带预紧力螺钉的接触分析珍藏版本

2021-04-25 12:51:02本页面

带预紧力螺钉的接触分析珍藏版本


【正文】

带预紧力螺钉的接触分析 一,问题的描述 如图,底座和盖板通过螺钉连接在一起,(只在底座上有螺纹,盖板上没有螺纹),底座固定。螺钉本身有15000N的预紧力,盖板的端面收到斜向的面载荷P=10MPA,各部件的材料特性为弹性模量E=210000pa,泊松比=0.3.各接触面之间的摩擦系数为0.15.要求准确模拟螺钉的预紧力,并确定盖板端面(斜向拉力的作用面)顶部的位移。 图1 二,模型分析 通过proe建立模型,装配,再导入ABAQUS进行有限元分析,基于结构和载荷的对称性,只取模型的1/2进行分析。因此在proe建模的时候也只取一半。Abaqus中还有注意点; 1)此问题研究的是结构的静态响应。

所以分析步类型为static,General 2)在接触分析中有两个重要的问题:在接触关系建立起来之前,模型中的实体可能出现刚性位移;接触条件突然改变,导致ABAQUS无法收敛。因此,本实例中将采用额外的分析步和边界条件,使模型平稳地进入接触状态,将载荷逐步施加到模型上。 3)在接触分析中,如果接触属性为默认的硬接触,则不能使用六面体二次单元,以及四面体二次单元,而应尽可能使用六面体一阶单元。本模型采用六面体非协调模式单元(C3D10). 4)分析过程中不会出现很大的滑动,因此选用小滑移 5)各接触面上使用库伦摩擦,摩擦系数为0.15 6)螺纹处的应力应变不是重点,因此不需要精确建模 三。

模型建立 1.proe实体建模 通过拉伸,旋转命令分别建立盖板,螺钉,底座模型。并在装配模块中进行装配。如图2所示。 图2 将三个模型分别保存为.stp格式的文件。 2.基于Abaqus的分析 (2)将模型分别导入abaqus中如图 图3 创建材料和创建截面属性(3个部件全部需要),选择弹性模量为210000,泊松比为0.3. (3)定义装配件 在assembly模块中,导入并装配各个部件。 图4 (4)划分网格 由于部件是通过stp文件导入的,不能直接生成扫掠网格,必须对他们进行分割。如图5 图5 (5)定义接触和绑定约束 将盖板上表面和螺钉下表面。

盖板下表面和底座上表面定义接触,将底座和盖板圆孔和螺钉本体绑定约束。并定义带库伦摩擦的接触属性。摩擦系数为0.15,如图6,7所示。 图6 图7 (6)设定分析步施加载荷 进入step模块,设置四个分析步,在第一个分析步中施加10N,在第三个分析步中将预紧力增加到7500N. (7)定义边界条件 设定边界条件为螺钉的剖切面,底座地面以及盖板的端面,如图 图8 (8)提交分析作业,得出结果 图9 3.结果分析 如图10,11,从结果中得出最大力的位置,以及最大力为6270,以及最大位移为1.955. 图10 图11 参考文献 【1】石亦平周玉容《ABAQUS有限元分析实例详解》。

机械工业出版社 【2】刘展,abaqus基础教程与实例讲解,中国水利水电出版社 先进制造及模具设计制造综合实验 题目:带预紧力螺钉的接触分析 姓名:陈岚崴 班级:机械工程 学号:z1103001 指导老师:刘会霞戴亚春

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