Abaqus螺栓有限元分析.doc

分析过程 理论分析 简化过程 如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算，则会出现裂纹缝隙无法修补，给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦，因此，在Abaqs中进行计算之前，对原来的零件模型进行一些简化和修整。 法兰部分不是分析研究的重点，因此将其简化掉； 经计算，M24×3的螺纹的升角很小，在度，因此可以假设螺旋升角为0； 忽略螺栓和螺母的圆角等细节； Abaqus中建模 查阅机械设计手册，得到牙型如下图所示，在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型，如REF _Ref392377918 \h图11所示。同样的方式，我们建立螺母的3D模型nut，如REF _Ref392378004 \h图12所示。 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 11 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 12 建立材料属性并将其赋予模型。在Abaqus的Property模块中，选择Material-Manager-Create，创建一个名为BoltNut的新材料，首先设置其弹性系数。在Mechanical-Elastic中设置其杨氏模量为193000Mpa，设置其泊松比为0.3，如REF _Ref392378988 \h图14所示。 建立截面。点击Section-Manager-Creat，建立Solid，Homogeneous的各向同性的截面，选择材料为BoltNut，如REF _Ref392379134 \h图15所示。 将截面属性赋予模型。选择Assign-Section，选择Bolt模型，然后将刚刚建立的截面属性赋予它。如REF _Ref392379392 \h图13所示。同样，给螺母nut赋予截面属性。 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 13 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 14 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 15 然后，我们对建立的3D模型进行装配，在Abaqus中的Assembly模块中，我们同时调入两个模型，然后使用Constraint-Coaxial命令和Translate和Instance命令对模型进行移动，最终的装配结果如REF _Ref392378213 \h图16所示。 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 16 第四步，对模型进行网格划分。进入Abaqus中的Mesh模块，然后选择Bolt零件，使用按边布种的方式对其进行布种，布种结果如REF _Ref392378400 \h图17所示。在菜单Mesh-Control中进行如REF _Ref392378478 \h图18所示的设置使用自由网格划分，其余设置使用默认。在菜单Mesh-Element type中选用如REF _Ref392378588 \h图19所示的设置。按下Mesh图标，对工件进行网格划分，最终的结果如REF _Ref392378672 \h图110所示。同样的方式对螺母模型nut进行网格划分，最终结果见REF _Ref392378747 \h图111所示。 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 17 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 18 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 19 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 110 图STYLEREF 1 \s1SEQ 图 \* ARABIC \s 111 第五步，创建分析步。在Step模块中，点击Step-Manager图标，创建新的分析步，类型为Static，General，名称为Step-Load，其余使用默认设置即可。 第六步，添加约束条件和载荷。在Interaction模块中，选择Tools-Surface-Manager，创建如REF _Ref392379912 \h图112所示的表面为集合Load_shang和Load_xia，分别用作加载载荷和约束。选择Load模块，在BC-Manager-Creat中创建约束BC-ENCASTED，选择刚刚定义的Load_xia集合，将6个自由度全部约束，如REF _Ref392380097 \h图113所示。下面我们为模型添加约束，选择Load-Create，进入约束创建界面，选择约束施加的表面为我们之前设定的Load_shang，施加的载荷的类型为Pressure，大小为372.835Mpa，具体设置如REF _Ref392380242 \h图114所示。