PCL語言的螺栓連接結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)

法蘭、螺栓、墊片及盲板組成的系統(tǒng)是壓力容器設計中的重要內(nèi)容,同時也是設計及使用過程中容易出現(xiàn)問題的部位。詳細計算該系統(tǒng)應力分布是提高法蘭、螺栓連接設計水平的關鍵所在。該文應用三維有限元技術,考慮了大量的接觸面和螺栓預緊單元,準確計算出一套法蘭連接的應力分布,并與國標中的法蘭計算公式所得到的結(jié)果相比較,對法蘭連接的設計有現(xiàn)實的指導意義。

利用ansys有限元分析軟件對輸電鋼管塔的法蘭螺栓連接式變坡節(jié)點的受力特性進行分析,研究在設計荷載作用下,節(jié)點形式、節(jié)點板厚度、加勁板厚度以及加勁板高度等對法蘭螺栓受力性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同于普通剛性法蘭,法蘭螺栓連接式變坡節(jié)點的螺栓受拉并不均勻。進一步分析發(fā)現(xiàn),節(jié)點板尺寸遠大于加勁板是導致螺栓受拉不均勻的主要因素。根據(jù)分析結(jié)果,同時考慮螺栓受拉不均勻和螺栓受剪的影響,提出新的設計方法和建議,以供實際工程參考。

利用有限元分析軟件ansys9.0建立高強螺栓連接的簡化模型,對高強螺栓連接形式進行計算分析,重點考慮幾何非線性影響,在模型中建立鋼板與連接板、連接板與墊圈、墊圈與螺母及螺帽之間的接觸單元,對結(jié)構(gòu)的非線性接觸行為進行模擬。通過對有限元計算結(jié)果的分析,對摩擦型高強螺栓連接的適用性進行評價,并重點比較分析主滑動發(fā)生前后,高強螺栓的受力性能。其分析結(jié)果為工程實際提供一定意義的參考。

應用abaqus軟件,在考慮預緊力和內(nèi)壓作用的工況下,對某廠所設計的壓力容器非標活節(jié)螺栓法蘭墊片連接系統(tǒng)進行三維有限元應力分析。根據(jù)應力分析結(jié)果進行線性化處理,按照jb4732-1995《鋼制壓力容器-分析設計標準》對其進行應力強度評定。結(jié)果表明,由于結(jié)構(gòu)的復雜性,原設計結(jié)構(gòu)的耳板、上法蘭和筒體的應力強度不滿足要求,需加厚上法蘭并在筒體上安裝加強板以減小其應力強度值。對具有不同厚度上法蘭和不同長度加強板的該結(jié)構(gòu)進行應力分析,得到既滿足強度要求和密封要求,又節(jié)省材料的設計參數(shù),同時總結(jié)了上法蘭厚度和加強板長度對連接系統(tǒng)上法蘭和筒體應力的影響規(guī)律。這對類似結(jié)構(gòu)的設計具有一定的指導意義。

1/12 1.分析過程 1.1.理論分析 1.2.簡化過程 如果將pro/e中的3d造型直接導入abaqus中進行計算，則會出現(xiàn)裂紋縫隙 無法修補，給后期的有限元分析過程造成不必要的麻煩，因此，在abaqs中進行 計算之前，對原來的零件模型進行一些簡化和修整。 a.法蘭部分不是分析研究的重點，因此將其簡化掉； b.經(jīng)計算，m24×3的螺紋的升角很小，在度，因此可以假設螺旋升角為0； c.忽略螺栓和螺母的圓角等細節(jié)； 1.3.abaqus中建模 查閱機械設計手冊，得到牙型如下圖所示，在abaqus中按照下圖所示創(chuàng)建 出3d模型，如圖1-1所示。同樣的方式，我們建立螺母的3d模型nut，如圖1-2 所示。 2/12 圖1-1 圖1-2 建立材料屬性并將其賦予模型。在abaqus的property模塊中，選擇 material->ma

以通用雙梁門式起重機為例,首先討論門式起重機有限元分析模型中結(jié)構(gòu)簡化對計算結(jié)果的影響,然后利用apdl建立門式起重機參數(shù)化有限元分析模型,并結(jié)合vb開發(fā)出一套界面友好的參數(shù)化分析系統(tǒng),以期對門式起重機設計提供具有工程意義的參考。

優(yōu)化了一種考慮大型結(jié)構(gòu)的螺栓連接有限元模型的簡化方法。簡化方法僅需要對有限元模型施加均勻壓力,而不需要對所有螺栓完全建模。該簡化方法不僅提高了螺栓連接模型有限元計算時的收斂性,而且節(jié)約了計算成本。詳細分析了該簡化方法的假設。為了驗證簡化方法的準確性和可靠性,對螺栓連接結(jié)構(gòu)的建立了簡化模型,計算三種不同載荷作用下模型的多個關鍵特征量與接觸應力云圖,并與傳統(tǒng)建模的結(jié)果對比,得出使用方法的簡化模型的適用條件。

通過有限元分析軟件msc.nastran,建立了簡單的計算模型,用多點約束單元對裝配體中常見的螺栓連接進行近似模擬。得到了螺栓處剛性節(jié)點載荷,并利用第4強度理論對螺栓進行了校核。

針對不同厚度連接板對高強螺栓群的受力影響,采用有限元軟件ansys建立了三維有限元實體模型,對兩種不同厚度的連接板在拉力荷載作用下的板件相對位移、板件應力等進行了模擬,并對比分析了不同厚度連接板的應力狀態(tài)。結(jié)果表明:薄板與厚板應力分布規(guī)律一致,但厚板應力數(shù)值更小,應力分布更有利。

單梁起重機應用廣泛,數(shù)量巨大。由于一定型號的單梁起重機形狀相似,其差別主要是尺寸參數(shù)不同及所承受的載荷和工況不同,因此在單梁起重機的有限元分析中,如果對于每臺起重機都進行傳統(tǒng)的手工建模,將耗費很多時間。筆者開發(fā)了一套

以城市軌道交通列車車鉤裝置的高強度螺栓為研究對象,建立了整個車鉤螺栓的三維裝配模型。利用abaqus軟件建立了完整的、與實際相符的車鉤螺栓接觸非線性有限元仿真分析模型,并在模型中考慮了材料的彈塑性及接觸非線性等因素。通過仿真分析獲得了車鉤螺栓的應力及應變大小,并分析比較了螺栓預緊力大小及金屬墊片使用方案對車鉤螺栓應力的影響。

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第30卷　第6期太　原　理　工　大　學　學　報vol130　no16 1999年11月journaloftaiyuanuniversityoftechnologynov.1999 　　文章編號　100729432(1999)0620633205 軟基大型涵洞襯砌結(jié)構(gòu)有限元分析 孫建生 ① (太原理工大學建筑與環(huán)境工程學院) 摘　要　模擬填筑分層加載過程,采用非線性填筑土體與襯砌結(jié)構(gòu)聯(lián)合作用的有限元方法,確 定涵洞襯砌周邊土體壓力及其分布規(guī)律,并進行相應的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算。 關鍵詞　填土壓力;涵洞襯砌;有限元分析 中圖分類號　tv311;tv65212　　　文獻標識碼　a 0　引　言 軟基上填埋式涵洞襯砌結(jié)構(gòu)計算,在水利工程 中是經(jīng)常遇到的工程問題。通常采用結(jié)構(gòu)力學及彈 性

1 汽車結(jié)構(gòu)有限元分析技術(ansys) 課程編碼：202062課程英文譯名：thefiniteelementanalysisofautomobile structure 課程類別：專業(yè)選修課 開課對象：車輛工程開課學期：第7學期 學分：2.5學分；總學時：40學時；理論課學時：32學時； 實驗學時：0學時；上機學時：8學時 先修課程：理論力學、材料力學、汽車構(gòu)造、汽車理論 教材：黃國權，有限元法基礎及ansys應用，北京：機械工業(yè)出版社，2004 參考書： 【1】朱伯芳．有限單元法原理和應用（第二版）．北京：中國水利水電出版社，1998 【2】丁皓江，何福保．彈性和塑性力學中的有限元法．北京：機械工業(yè)出版社，1992 【3】蔣孝煜．有限元法基礎．北京：清華大學出版社，1992 【4】

通過對高強螺栓t型鋼連接節(jié)進行三維非線性有限元分析,研究和探討了螺栓間距,t型鋼翼緣、柱翼緣及柱腹板厚度等因素對于節(jié)點初始連接剛度、梁的延性破壞以及本身接觸狀態(tài)的影響.

u型螺栓強度分析是重型汽車懸掛系統(tǒng)產(chǎn)品設計的重要環(huán)節(jié),主要用于汽車懸掛系統(tǒng),起到連接鋼板彈簧和車橋的作用。u型螺栓強度的可靠性直接影響重型汽車的行駛安全。通過ug對螺栓模型進行建模,并將其導入ansysworkbench分析軟件進行強度分析,根據(jù)軟件的計算結(jié)果進行強度校核。分析結(jié)果表明在螺栓施加預緊應力及約束條件下,能保證其強度滿足一般的強度校核要求。利用三維設計軟件及有限元分析,為新產(chǎn)品的開發(fā)和設計提了的設計依據(jù),具有重要的參考價值。

從整體性觀點出發(fā),考慮墊片的非線性性質(zhì)和應力-應變時滯效應,用大型有限元軟件ansys建立了“u”形管換熱器中等效管板和法蘭墊片螺栓連接系統(tǒng)的非線性三維有限元模型,并且考慮墊片的非線性與時滯效應,著重分析了預緊和加壓兩種工況下墊片材料的時滯效應、不同的管殼程壓差以及不同的螺栓預緊力和不同的螺栓尺寸等因素對法蘭接頭緊密性的影響。

應用ansys對雙級套管螺紋連接進行性能仿真,建立雙級套管螺紋有限元模型,利用接觸分析模塊,分析螺紋各扣牙受力情況,最后總結(jié)了雙級套管螺紋連接受力分布規(guī)律,并與普通套管螺紋接頭作了比較,結(jié)果顯示雙級套管螺紋接頭各扣牙受力分布要比普通套管螺紋均勻。研究結(jié)果提高了對雙級套管接頭應力水平的認識,對改進套管連接螺紋設計,提高套管接頭的連接質(zhì)量,促進特殊套管螺紋接頭的發(fā)展具有一定的參考價值。

以35m浮動式躉船為研究對象,根據(jù)《機械設計手冊》第4版第2卷對該船的連接螺栓強度進行校核,按照設計圖紙,使用有限元軟件對貨艙段主要構(gòu)件及連接螺栓建立有限元模型,并對螺栓強度校核結(jié)果進行分析和探討。

針對tlj900型架橋機,分析了計算工況及計算載荷,用ansys軟件建立shell63彈性殼單元模型,對金屬結(jié)構(gòu)的連接、約束、載荷進行有效處理,對各工況應力、變形等進行計算。

根據(jù)某公司提供的升降施工平臺結(jié)構(gòu)尺寸,利用ansa和ansys軟件接口,采用精度較高的三維實體單元準確建立施工升降平臺結(jié)構(gòu)的有限元模型,并對其進行4種工況下結(jié)構(gòu)的安全校核模擬計算。計算結(jié)果表明,工況1、3和工況2、4下作用載荷成線性,僅需考慮最危險載荷工況3和工況4；任意工況下升降施工平臺最危險位置發(fā)生在風載作用的頂部網(wǎng)框橫桿與豎桿焊接處,計算結(jié)果符合強度要求。分析結(jié)果可為施工平臺的結(jié)構(gòu)設計與改進提供參考依據(jù)。

通過在微機上用sap5有限元法對施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算,對各種型式施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)設計和優(yōu)化提出了新的設計方法和實用軟件程序。