结构连接中采用螺纹连接应用非常广泛,通常我们在进行有限元分析时,会将螺栓简化成光杆或者甚至是一根梁。但是对于一些关键的螺纹连接,当我们需要考虑螺纹处的应力分布时,往往需要将螺纹细节特征建立好,然后进行仿真。由于螺纹本身细节特征较多,为保证求解精度,网格会非常多,这将大大降低求解效率。
ANSYS 15.0之后的版本中,增加了虚拟螺纹功能。在进行螺纹模拟时,我们不用建立精细化的螺纹模型就可以得到螺纹处精确的应力分布,非常便捷。我们以某拉杆为例,介绍虚拟螺纹具体设置方法。
1. 拉杆结构如下图所示,与外部螺母采用螺纹连接,建模时我们忽略螺纹特征,将螺纹处建成光面。
2. 选择拉杆外表面为接触面,螺孔内表面为目标面,接触类型为不分离。
3. 在接触属性中,设置螺纹具体参数:如中径、螺距、牙型角等。
4. 对模型进行网格划分,需要注意的是,螺纹处网格需要细化,一般网格尺寸不超过1/4螺距。
5. 对模型进行加载并求解,可以查看到螺纹处的应力分布,如下图所示。
6. 我们建立详细的螺纹模型,进行求解。计算结果如下所示,可以看到虚拟螺纹模型与详细螺纹模型计算的结果基本保持一致。
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ANSYS系列网络研讨会主题
ANSYS 2019 R3 新版本功能介绍专区
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