带预紧力螺钉的接触分析

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1、带预紧力螺钉的接触分析一，问题的描述如图，底座和盖板通过螺钉连接在一起，（只在底座上有螺纹，盖板上没有螺纹），底座固定。螺钉本身有15000N的预紧力，盖板的端面收到斜向的面载荷P=10MPA,各部件的材料特性为弹性模量E=210000pa,泊松比=0.3.各接触面之间的摩擦系数为0.15.要求准确模拟螺钉的预紧力，并确定盖板端而（斜向拉力的作用而）顶部的位移。二，模型分析通过proe建立模型，装配，再导入ABAQUS进行有限元分析，基于结构和载荷的对称性，只取模型的1/2进行分析。因此在proe建模的时候也只取一半。Abaqus屮还有注意点；1）

2、此问题研究的是结构的静态响应，所以分析步类型为static,General2）在接触分析中有两个重耍的问题：在接触关系建立起来之前，模型中的实体可能出现刚性位移；接触条件突然改变，导致ABAQUS无法收敛。因此，本实例屮将采用额外的分析步和边界条件，使模型平稳地进入接触状态，将载荷逐步施加到模型上。3）在接触分析中，如果接触属性为默认的硬接触，则不能使用六面体二次单元，以及四而体二次单元，而应尽可能使用六而体一阶单元。本模型采用六面体非协调模式单元（C3D10）.4）分析过程中不会出现很大的滑动，因此选用小滑移5）各接触面上使用库伦摩擦，摩擦系数为

3、0.156）螺纹处的应力应变不是重点，因此不需耍精确建模三，模型建立1.proe实体建模通过拉伸，旋转命令分别建立盖板，螺钉，底座模型。并在装配模块中进行装配。如图2所示。图2将三个模型分别保存为.stp格式的文件。2.基于Abaqus的分析（2）将模型分别导入abaqus中如图图3创建材料和创建截面属性(3个部件全部需要)，选择弹性模量为210000，泊松比为0.3.(3)定义装配件在assembly模快中，导入并装配各个部件。(3)划分网格由于部件是通过dp文件导入的，不能直接生成扫掠网格，必须对他们进行分割。如图5图5(4)定义接触和绑定约束

4、将盖板上表面和螺钉下表面，盖板下表面和底座上表面定义接触，将底座和盖板圆孔和螺钉本体绑定约束。并定义带库伦摩擦的接触属性。摩擦系数为0.15，如图6,7所示。Interaction畺anager✓Int-1✓Int-2InitialStep-1Step~2Step-3CreatedPropagatedPropagatedPropagatesCreatedPropagatedPropagatedPropagatec[Edit二•.JIHoveLeft.1[MoveRight]1Activate

5、[DeactivateSt«pprocedureInte

6、r

7、urface：(Picked)[EditRegion.••]■Slidingformulation：(^Finitesixding<'?SmallslidingDiscretizationmethod：Surfacetosurface]Excludeshell/membraneelementthicknessDegreeofsmoothingformasterstirface:0.2Usesupplementarycontactpoints:•••SelectivelyNeverAlwaysContacttracking：<2)Twoconfigu

8、rations(path)Singleconfiguration(state)Contactinteractionproperty：IntProp-1Options:Contactcontrols:(Default)V(3)设定分析步施加载说进入step模块，设罝四个分析步，在第一个分析步中施加10N，在第三个分析步中将预紧力增加到7500N.(3)定义边界条件设定边界条件为螺钉的剖切面，底座地面以及盖板的端面，如阁图8(3)提交分析作业，得出结果图91.结果分析如图10,11,从结果中得出最大力的位置，以及最大力为6270，以及最大位移为1.95

9、5.Oao參•七••參參七vPP-VtttoEodcA%c•彡Oo--^ff>e.-Q>Fs.eor—US養l!1■>1