螺栓应力分析

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1、螺栓，连接板和蒸发器管板之间的接触FEA分析问题描述对于下面的，由蒸发器管板、冷凝器管板和连接板组成的装置，需要确定：如果蒸发器管板与冷凝器管板发生相对位移时候，螺栓在这种载荷下的应力。对于连接板上6个螺栓，假设上面3个和下面3个所受到力为拉（压）力，大小相等，选择上面3个螺栓进行应力分析，螺栓穿过连接板和蒸发器管板，两头用六角螺母拧紧，忽略弹簧垫圈和平板垫圈，并且把连接板与冷凝器管板固定一起。几何和材料特性蒸发器管板厚度=32mm，连接板厚度=12mm，冷凝器管板厚度=28mm，在XY坐标平面内，连接板的六

2、边形各顶点坐标分别为K1(-80,0,0),K2(-142.68,0,0),K3(-196.36,40.80,0),K4(-94.47,200,0),K5(0,200,0),K6(0,125,0)，圆角半径=20mm，连接板与蒸发器管板的螺栓孔半径=8mm，各圆心坐标O1(-41.53,123.35,0),O2(-85,135,0),O3(-53.18,166.82,0)。蒸发器管板右上角顶点坐标K7(-18,200,0),左下角顶点坐标K8(-196.36,99.6,0)，螺栓长度=50mm，螺栓直径=16

3、mm，六角螺母直径=23.16mm，六角螺母高度=10mm。材料为45#，弹性模量E=2.1X10E5MPa，泊松比=0.29，密度=7.85E-6Kg/mm3，摩擦系数0.10。结构基本单位为N,mm,MPaFEA建模和分析命令流如下!*******************************************!加载参数!*******************************************/PREP7ET,1,SOLID185定义实体185!定义蒸发器管板材料MP,EX,1,2.

4、06E5!设定弹性模量MP,NUXY,1,0.29!定义泊松比MP,DENS,1,7.85E-6!定义密度!定义连接板材料MP,EX,2,2.06E5!设定弹性模量MP,NUXY,2,0.29!定义泊松比MP,DENS,2,7.85E-6!定义密度!定义螺栓、螺母材料MP,EX,3,2.06E5!设定弹性模量MP,NUXY,3,0.29!定义泊松比MP,DENS,3,7.85E-6!定义密度!定义摩擦系数为材料4MP,MU,4,0.15！定义摩擦属性*AFUN,DEG！定义角度*SET,FORC_BOLT,3

5、0000！定义螺栓预紧!********************************************!构件连接板平面几何!********************************************K,1,-80！连接板顶点1K,2,-142.68！连接板顶点2K,3,-196.36,40.8！连接板顶点3K,4,-94.47,200！连接板顶点4K,5,0,200！连接板顶点5K,6,0,125！连接板顶点6LSTR,1,2！顶点1、2连线LSTR,2,3！顶点2、3连线LSTR,3

6、,4！顶点3、4连线LSTR,4,5！顶点4、5连线LSTR,5,6！顶点5、6连线LSTR,6,1！顶点6、1连线LFILLT,1,2,20！顶点1倒圆角LFILLT,2,3,20！顶点2倒圆角LFILLT,3,4,20！顶点3倒圆角LFILLT,4,5,20！顶点4倒圆角LFILLT,5,6,20！顶点5倒圆角LFILLT,6,1,20！顶点6倒圆角AL,ALL！所有线围成面!********************************************!清除建模过程中多余的点和线!******

7、**************************************ALLSEL！选择所有的体、面、线、关键点、节点和单元LSLA！选择依附面上的线LSEL,INVERT！选择被选中线之外的所有线LDELE,ALL！删除多余的线ALLS！选择所有的体、面、线、关键点、节点和单元KSLL！选择依附线上的关键点KSEL,INVERT！选择被选中关键点之外的所有关键点KDELE,ALL！删除多余的关键点VEXT,ALL,,,,,12！由面拉伸成体（连接板）BLOCK,-18,-196.26,200,99.6

8、,-32,0！生成矩形体（蒸发器管板）WPOFFS,0,0,-35！将工作平面移到新的设定点CYL4,-41.53,123.35,8,360,,,50！生成圆柱体1VGEN,2,3,,,,,,,0！复制圆柱体1VSBV,1,3！从连接板切出螺栓孔1VSBV,2,4！从蒸发器管板切出螺栓孔1CYL4,-85,135,8,360,,,50！生成圆柱体2VGEN,2,2,,,,,,,0！复制圆柱体2VSB