ABAQUS連接單元的應用——螺栓預緊力

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ABAQUS作為一款功能強大的有限元分析軟件,可進行大型裝配體靜力學、動力學分析,提供有多種裝配體之間的連接關系,其中的connector單元不僅可以實現各結構之間的連接,還可以實現結構之間的相對運動,今天來介紹一下移動副單元的另一種用法——螺栓預緊力。
首先來了解一下今天使用的模型,如圖1所示模型,分析圖示模型在螺栓預緊力作用下的強度。

回顧一下ABAQUS的有限元分析流程:

接下來進行相應分析:
01 前處理

1.1 幾何模型的構建
模型已使用UG建好,直接導入ABAQUS中。
1.2 材料參數的定義
1.2.1 材料本構
在property模塊中,創(chuàng)建材料,楊氏模量為2.1e5MPa,泊松比為0.3。
1.2.2 截面定義
通過Create Section創(chuàng)建Solid,Homogeneous截面。
1.2.3 截面指派
通過Assign Section將創(chuàng)建好的截面指派給相應模型。
1.3 網格系統(tǒng)構建
1.3.1 網格劃分
在Mesh模塊中,通過四面體網格以及合理尺寸控制,得到如下網格模型:

1.3.2 單元類型
單元類型保持默認。
1.3.3 裝配
在Assembly模塊中,通過Create Instance進行裝配,如下圖:

02 求解

2.1 求解器的設定
在Step模塊中通過Create Step創(chuàng)建靜力通用分析步。
2.2 連接關系的構建
1)在上下兩個圓心位置創(chuàng)建RP點;
2)通過Create Wire Feature創(chuàng)建Wire;
3)通過Create Connector Section創(chuàng)建Translator截面;
4)通過Assign Connector Section將創(chuàng)建好的截面指派給相應Wire;
5)將上下兩個RP點分別與兩端圓面耦合;
得到如圖所示的連接關系:

2.3 邊界條件的設定
2.3.1 位移邊界條件
在Load模塊中,通過Create Boundary Condition對兩端進行固定。
2.3.2 載荷邊界條件
在Load模塊中,通過Create Load創(chuàng)建Connector Force,添加相應預緊力。
得到的邊界條件如圖6所示:

在Job模塊中,創(chuàng)建相應作業(yè)并提交求解分析。
03 后處理

3.1 位移云圖

3.2 應力云圖

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