SOLIDWORKS Simulation—螺栓連接結(jié)構(gòu)分析
在研發(fā)設(shè)計過程中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接設(shè)計時，經(jīng)常會使用螺栓進(jìn)行部件之間的連接或使用螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的承載。在進(jìn)行產(chǎn)品性能驗證時，往往需要著重對螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，很多工程師在進(jìn)行螺栓結(jié)構(gòu)仿真計算時，就會存在諸多疑問？螺栓連接條件如何正確設(shè)定？如何評估螺栓的可靠性？等?
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針對于不同的應(yīng)用場景，螺栓計算考量會有不同的目的。以下列舉不同的幾種目的：
螺栓本身強(qiáng)度是絕對滿足設(shè)計要求的，只需要在結(jié)構(gòu)當(dāng)中設(shè)置螺栓的條件，從而對螺栓連接的部件進(jìn)行性能驗證。
在結(jié)構(gòu)當(dāng)中設(shè)置螺栓的條件，進(jìn)行螺栓連接結(jié)構(gòu)部件性能驗證的同時，也需要對螺栓本身進(jìn)行強(qiáng)度驗證。
關(guān)注結(jié)構(gòu)受力之后，進(jìn)行螺栓本身的性能驗證，并預(yù)知螺栓最容易發(fā)生損壞的位置及螺栓變形分布。
針對以上不同的分析目的，在仿真軟件當(dāng)中，我們需要如何進(jìn)行考量呢？接下來，我們將以一個螺栓連接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。
在仿真軟件中，處理螺栓連接有兩種方式，一、設(shè)定為虛擬螺栓（圖一） 二、設(shè)定為真實螺栓模型（圖二）。
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針對1/2的場景目的，建議是使用虛擬螺栓的方式進(jìn)行螺栓結(jié)構(gòu)分析。在SolidWorks Simulation仿真中，設(shè)置虛擬螺栓也有兩種方式，一、Simulation軟件自動識別設(shè)置虛擬螺栓。二、手動定義虛擬螺栓。接下來，通過一個螺栓連接結(jié)構(gòu)的例子，我們看看如何進(jìn)行正確的設(shè)定吧。
軟件自動識別設(shè)置虛擬螺栓。在SolidWorks中，螺栓模型是通過Toolbox標(biāo)準(zhǔn)庫設(shè)定的，SolidWorks Simulation可以根據(jù)螺栓的型號規(guī)格，自動在分析算例中創(chuàng)建虛擬螺栓模型。
(帶Toolbox螺栓的模型)
手動定義螺栓的方式（將以下圖的例子作為示例）
手動定義螺栓的要求條件：
建立對應(yīng)的螺栓3D模型孔位
獲取螺釘、螺母3D尺寸大小
螺釘、螺母的材質(zhì)信息、預(yù)緊力等
定義螺栓步驟1：排除螺釘螺母3D模型，留下相應(yīng)的墊片模型及孔位。
定義螺栓步驟2:在連結(jié)模塊選擇“螺栓”，并選擇對應(yīng)的螺栓類型。
定義螺栓步驟3：選擇孔位的圓形邊線，作為螺栓連結(jié)位置，并設(shè)定螺釘、螺母的尺寸大小、材料參數(shù)、螺栓強(qiáng)度數(shù)據(jù)、預(yù)緊力等。
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定義螺栓步驟4：使用螺栓連接的部件，在連接接觸面上，設(shè)定的接觸條件為“無穿透”。
SolidWorks Simulation結(jié)果分析（放大的變形趨勢云圖）：
結(jié)果分析：（虛擬螺栓安全系數(shù)評估）使用虛擬螺栓進(jìn)行分析的算例，可以在結(jié)果圖解中，點擊“定義銷釘或螺栓檢查圖解”，軟件將呈現(xiàn)各個螺栓的安全系數(shù)及對應(yīng)的安全系數(shù)要求。
結(jié)果分析：（虛擬螺栓螺栓力評估）使用虛擬螺栓進(jìn)行分析的算例，可以在結(jié)果圖解中，選擇“列出螺栓接頭力”將螺絲的連接受力大小提取出來。
針對3的場景目的，建議是使用真實的螺栓3D模型進(jìn)行分析。在SolidWorks Simulation中，只需要將真實的3D螺栓模型包含在里面，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，即可模擬包含真實螺栓模型的結(jié)構(gòu)性能。
定義螺栓步驟1：施加螺釘螺母的材料參數(shù)。
定義螺栓步驟2：使用全局接觸，SolidWorks Simulation自動識別模型接觸面，設(shè)定“無穿透接觸關(guān)系”。
螺釘與螺母螺紋位置，簡化螺紋線，設(shè)定“接合”的接觸關(guān)系。
SolidWorks Simulation結(jié)果分析（放大的變形趨勢云圖）：
SolidWorks Simulation結(jié)果分析（真實螺栓應(yīng)力云圖分布）
