Dyna中螺栓预紧力施加技巧分享

问题描述:

两块铁板之间夹着一层橡胶件,依靠螺栓固定,我们通过动态松弛的方法给螺栓加上预应力,如图所示:

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图1



创建几何:

点击Curve > CirArc , 对应的三条曲线如下所示:

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图2

在底部菜单中,点击AutCen,使曲线在窗口中显示合适的大小;点击Curve > Line,将method改为point to point,然后点击点1和点2,并Apply;点击点3和点4,并Apply。

点击Surf > FillPln并将method切换成By Edges,选择刚刚生成的四条线段和一个圆,并Apply,这样就建立了一个几何面。

生成网格:

点击Mesh > AutoM,尺寸为6,网格类型为Mixed,选择几何面,点击Mesh,如果不满意网格;可以双击每条边可以改变每条边的单元数,如果满意,点击Accept。

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图3

这样二维的网格已经生成,要生成三维网格需要点击Mesh > EleGen,选择Solid,在Solid By中选择Solid_Face_Drag,设置Thickness = 20, Segment = 3,并且方向点击Z。

选择所有二维网格点击Create和Accept,生成橡胶层;继续在Element Generation对话框,将Thickness to 5 , Segment to 1修改,在选择对话框中,选择ByElem,激活Prop,点击橡胶层顶层一个单元,即可选择顶层面所有单元,点击Create和Accept;继续在Element Generation对话框,设置PartID跟顶层面单元一样,将方向改为0,0,-1,并选择底层面所有单元,点击Create和Accept。

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图4

前面金属层和橡胶层均已建立完成,线面建立螺栓,点击Mesh > ShapeM,在Entity中选择Cylinder solid;半径6.5mm,长度50mm,周向单元数量8,轴向单元数量10,位置:53.033  53.033  -15,方向:0 0 1,名称为bolt,这里需要注意Start Element ID 和 Start Node ID不要修改,按其默认即可,点击Create, Accept and Done。

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图5

创建螺母时,点击Mesh > EleGen,设置Part ID 跟刚刚的圆柱一样,在solid By中选择Solid_Face_Offset,填写Thickness = 5和 Segment = 1,选择单元如下所示(上下两圈):

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图6



边界条件:

切换到Top视图,创建关于YZ、XZ平面对称约束,点击Model > CreEnt>Boundary>Spc,选择Crc,Set,在Sym Plane 中选择YOZ(XOZ),选择节点如下所示:

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图7



创建材料属性:

在Mat中选择001 MAT_ELASTIC,材料参数为:

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图8


截面属性:

创建SECTION_SOLID,在ELDORM中选择-2,将其应用到所有Part中。


接触设置:

添加AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE,该接触方式是推荐接触,具体参数如下所示:

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图9


创建预紧应力:

要在螺栓上加载预紧力用到关键字INITIAL_STRESS_SECTION,该关键字需要以下参数:

1.定义一条应力与时间的曲线

2.一个横截面

3.一个part集合


定义曲线:

点击Application > Tools > CurveGen,选择方法为X-Y,勾选Smooth并填写数值为50,输入三个点,点击Create.

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图10

就会生成关键字DEFINE_CURVE,但需要将SIDR改为1,表示激活动态松弛分析。



创建截面:

打开关键字DATABASE_CROSS_SECTION_PLANE,定义平面法向向量头尾坐标,这个平面可以是矩形、圆形,也可以是无限大,这里定义一个圆形,输入半径为100.

这个关键字可以获得该平面经过的Part的截面力或者截面扭矩。

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图11


创建Part集合:

点击CreEnt>Set Data>*SET_PART,点击Cre,框选螺栓,点击Apply。最后在关键字中INITIAL_STRESS_SECTION,将这三个填入即可。


控制设置

打control_DYNAMIC_RELAXATION,填写收敛步数(NRCYCK)为100,收敛容差(DRTOL)默认,点击Accept。


输出设置:

为了创建动态松弛二进制输出内容,点击DATABASE_BINARY_D3DRLF,将CYCL改为1,其他都默认,最后保存。


后处理:

打开d3drlf,从动画中可以看到截面周围的单元有压缩的趋势,点击Post > History > Element,制定其中某个单元,可以查看单元的应力。

在Dyna中对螺栓施加预紧力的图12

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