為了便于機(jī)器的制造、安裝、維修等，螺紋連接被廣泛地使用，而且絕大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)都必須擰緊，使連接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用的力稱為預(yù)緊力。

下面就對(duì)一個(gè)螺栓連接件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的分析。在abaqus下進(jìn)行靜力學(xué)分析求解，并將求解結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

連接件是M12*1.5的螺栓螺母，被連接件是兩塊鋼板，簡(jiǎn)化后的模型如下圖所示。

一、理論分析求解

二、abaqus下分析求解

前處理

打開abaqus軟件，設(shè)置好工作路徑并保存后導(dǎo)入幾何模型，定義材料為steel（楊氏模量2e11Pa,泊松比0.3），單元類型為8節(jié)點(diǎn)六面體線性單元，并完成屬性指派。

求 解

1、求解設(shè)定：在step模塊創(chuàng)建通用靜力分析步，其他選項(xiàng)保持默認(rèn)。

2、連接關(guān)系設(shè)定：在interaction模塊創(chuàng)建連接關(guān)系，對(duì)于螺栓頭與上面鋼板接觸區(qū)域建立綁定約束，螺母與下面鋼板的接觸區(qū)域也建立綁定約束（螺母與螺栓已在mesh模塊作了共節(jié)點(diǎn)）；再建立兩個(gè)鋼板之間的摩擦接觸，摩擦系數(shù)為0.15。

3、邊界條件設(shè)定：鋼板長(zhǎng)邊兩側(cè)面建立固定約束，對(duì)螺栓橫向切面施加螺栓預(yù)緊力1000N（注意需要對(duì)螺栓柱面進(jìn)行切分便于施加螺栓預(yù)緊力）。

完成設(shè)定后在Job模塊創(chuàng)建作業(yè)并提交求解，得到如下求解結(jié)果。

后處理

在Job模塊單擊Results，進(jìn)入后處理模塊，得到的位移云圖和應(yīng)力云圖如下。

三、結(jié)果對(duì)比

從應(yīng)力云圖中可以看到螺栓桿上的最大應(yīng)力為15.78MPa,對(duì)比理論計(jì)算結(jié)果誤差為2.6%，一般仿真分析結(jié)果在10%的誤差以內(nèi)都是滿足要求的。這里只是對(duì)螺栓進(jìn)行了一系列簡(jiǎn)化后強(qiáng)度的校核，實(shí)際情況下螺栓還會(huì)受到剪切力、擠壓力、變載荷等復(fù)雜工況的影響，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)螺栓連接件進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，對(duì)于重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域單獨(dú)進(jìn)行處理，以保證可靠的仿真結(jié)果。