ABAQUS连接单元应用：螺栓预紧力分析

本文为Abaqus连接单元的应用——螺栓预紧力的教程

ABAQUS作为一款功能强大的有限元分析软件，可进行大型装配体静力学、动力学分析，提供有多种装配体之间的连接关系，其中的connector单元不仅可以实现各结构之间的连接，还可以实现结构之间的相对运动，今天来介绍一下移动副单元的另一种用法——螺栓预紧力。

首先来了解一下今天使用的模型，如图1所示模型，分析图示模型在螺栓预紧力作用下的强度。

   图1 模型了解
 

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

   图2 ABAQUS有限元分析流程
 

接下来进行相应分析：

01 前处理

1.1 几何模型的构建

模型已使用UG建好，直接导入ABAQUS中。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中，创建材料，杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3。

1.2.2 截面定义

通过Create Section创建Solid，Homogeneous截面。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中，通过四面体网格以及合理尺寸控制，得到如下网格模型：

   图3 网格模型
 

1.3.2 单元类型

单元类型保持默认。

1.3.3 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配，如下图：

   图4 装配模型
 

02 求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步。

2.2 连接关系的构建

1）在上下两个圆心位置创建RP点；

2）通过Create Wire Feature创建Wire；

3）通过Create Connector Section创建Translator截面；

4）通过Assign Connector Section将创建好的截面指派给相应Wire；

5）将上下两个RP点分别与两端圆面耦合；

得到如图所示的连接关系：

   图5 连接关系
 

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，通过Create Boundary Condition对两端进行固定。

2.3.2 载荷边界条件

在Load模块中，通过Create Load创建Connector Force，添加相应预紧力。

得到的边界条件如图6所示：

   图6 边界条件
 

在Job模块中，创建相应作业并提交求解分析。

03 后处理

3.1 位移云图

   图7 位移云图
 

3.2 应力云图

   图8 应力云图

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