高強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)應(yīng)力與疲勞校核分析報(bào)告(ansysworkbench)(編輯修改稿)
2024-09-05 16:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 勻的拉力。AA面有32個(gè)M30的螺栓，BB面有30個(gè)M30的螺栓，因此，僅需驗(yàn)證BB面上螺栓的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和疲勞強(qiáng)度。使用通用結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS Workbench Environment(AWE)，僅對(duì)剖面BB面的螺栓，建立了有限元實(shí)體模型，根據(jù)對(duì)稱性，對(duì)***進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，可僅對(duì)結(jié)構(gòu)的三十分之一進(jìn)行建模。如圖3。（a）***的三十分之一（b）LB與AZZ間的螺栓連接（c）?。?0的螺栓（d）螺栓柱與螺帽之間的圓角圖9 Ｍ30的螺栓連接幾何模型 有限元實(shí)體模型根據(jù)BB面螺栓連接的幾何模型，建立了有限元模型。采用20節(jié)點(diǎn)的186單元對(duì)有限元實(shí)體模型并進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，并使用掃掠為主的網(wǎng)格劃分方法，獲得了六面體為主的較為理想的有限元網(wǎng)格，為獲得較為精確的仿真結(jié)果，并在關(guān)鍵部位進(jìn)行局部加密。如圖4所示。單元總數(shù)為62028個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為259647個(gè)。（a）***的三十分之一網(wǎng)格（b）LB與AZZ間的螺栓連接網(wǎng)格（c）?。?0的螺栓網(wǎng)格（d）螺栓柱與螺帽之間的圓角網(wǎng)格圖10 Ｍ30的螺栓連接有限元模型 載荷與約束根據(jù)M30螺栓連接結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，在結(jié)構(gòu)的對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束。***的頂部與立柱連接，***的頂部施加全約束。螺栓連接LB和AZZ，螺栓與LB、AZZ之間施加綁定接觸，模擬預(yù)緊力作用下，螺栓與這兩個(gè)部件之間的緊密連接；LB與AZZ之間施加粗糙接觸，以允許兩部件之間不能承受拉力，這樣，***BD過程中，所有的拉力都有螺栓來承擔(dān)。由整體分析報(bào)告可知，四分之一***受到的載荷為F3：（4）=則***的三十分之一受到的載荷為F4：4/30= N把F4施加在LFT與支臂連接的相應(yīng)部位，方向?yàn)閅向負(fù)向?？紤]到***BD到最底部時(shí)，受到4g的加速度，Y的負(fù)向施加6g的加速度。載荷與約束如圖5所示。（a）整體的載荷與約束（b） M30螺栓的預(yù)緊力圖11 M30螺栓連接的載荷與約束示意圖 有限元應(yīng)力分析結(jié)果為了模擬螺栓在預(yù)緊力作用下，***正常工作下螺栓的承載能力，分為兩個(gè)載荷步。第一個(gè)載荷步中，；第二個(gè)載荷步：鎖定第一步施加的螺栓預(yù)緊力，并施加F4的工作載荷和6g的加速度。 載荷步1：預(yù)緊力，螺栓連接部件的整體應(yīng)力（第三強(qiáng)度理論計(jì)算值）云圖如圖6（a）、（b）所示。，出現(xiàn)在螺柱與螺帽連接的圓角部位，如圖6（c）、（d）。（a） 螺栓連接部件的整體應(yīng)力云圖（b） 螺栓連接部位的局部應(yīng)力云圖（c）螺栓的整體應(yīng)力（d）螺栓的局部最大應(yīng)力圖12 M30螺栓載荷步1的分析結(jié)果 載荷步2：預(yù)緊力+工作載荷，施加相應(yīng)的并施加F4的工作載荷和6g的加速度。螺栓連接部件的整體應(yīng)力（第三強(qiáng)度理論計(jì)算值）云圖如圖7（a）、（b）所示。，出現(xiàn)在螺柱與螺帽連接的圓角部位，如圖7（c）、（d）。（a） 螺栓連接部件的整體應(yīng)力云圖（b） 螺栓連接部位的局部應(yīng)力云圖（c）螺栓的整體應(yīng)力（d）螺栓的局部最大應(yīng)力圖7 M30螺栓載荷步2的分析結(jié)果 M30螺栓疲勞校核分析結(jié)果由上一節(jié)可知，由于交變載荷的影響，~，Ｍ30螺栓的應(yīng)力比:r===在交變載荷作用下，螺栓連接部件整體的等效交變應(yīng)力，即疲勞應(yīng)力幅如圖8（a）所示。，出現(xiàn)在螺柱與螺帽連接部位，如圖
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