基于PCL语言螺栓连接结构有限元分析系统  

法兰、螺栓、垫片及盲板组成的系统是压力容器设计中的重要内容,同时也是设计及使用过程中容易出现问题的部位。详细计算该系统应力分布是提高法兰、螺栓连接设计水平的关键所在。该文应用三维有限元技术,考虑了大量的接触面和螺栓预紧单元,准确计算出一套法兰连接的应力分布,并与国标中的法兰计算公式所得到的结果相比较,对法兰连接的设计有现实的指导意义。

利用ansys有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析,研究在设计荷载作用下,节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现,不同于普通刚性法兰,法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现,节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果,同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响,提出新的设计方法和建议,以供实际工程参考。

利用有限元分析软件ansys9.0建立高强螺栓连接的简化模型,对高强螺栓连接形式进行计算分析,重点考虑几何非线性影响,在模型中建立钢板与连接板、连接板与垫圈、垫圈与螺母及螺帽之间的接触单元,对结构的非线性接触行为进行模拟。通过对有限元计算结果的分析,对摩擦型高强螺栓连接的适用性进行评价,并重点比较分析主滑动发生前后,高强螺栓的受力性能。其分析结果为工程实际提供一定意义的参考。

以通用双梁门式起重机为例,首先讨论门式起重机有限元分析模型中结构简化对计算结果的影响,然后利用apdl建立门式起重机参数化有限元分析模型,并结合vb开发出一套界面友好的参数化分析系统,以期对门式起重机设计提供具有工程意义的参考。

应用abaqus软件,在考虑预紧力和内压作用的工况下,对某厂所设计的压力容器非标活节螺栓法兰垫片连接系统进行三维有限元应力分析。根据应力分析结果进行线性化处理,按照jb4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》对其进行应力强度评定。结果表明,由于结构的复杂性,原设计结构的耳板、上法兰和筒体的应力强度不满足要求,需加厚上法兰并在筒体上安装加强板以减小其应力强度值。对具有不同厚度上法兰和不同长度加强板的该结构进行应力分析,得到既满足强度要求和密封要求,又节省材料的设计参数,同时总结了上法兰厚度和加强板长度对连接系统上法兰和筒体应力的影响规律。这对类似结构的设计具有一定的指导意义。

1/12 1.分析过程 1.1.理论分析 1.2.简化过程 如果将pro/e中的3d造型直接导入abaqus中进行计算，则会出现裂纹缝隙 无法修补，给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦，因此，在abaqs中进行 计算之前，对原来的零件模型进行一些简化和修整。 a.法兰部分不是分析研究的重点，因此将其简化掉； b.经计算，m24×3的螺纹的升角很小，在度，因此可以假设螺旋升角为0； c.忽略螺栓和螺母的圆角等细节； 1.3.abaqus中建模 查阅机械设计手册，得到牙型如下图所示，在abaqus中按照下图所示创建 出3d模型，如图1-1所示。同样的方式，我们建立螺母的3d模型nut，如图1-2 所示。 2/12 图1-1 图1-2 建立材料属性并将其赋予模型。在abaqus的property模块中，选择 material->ma

通过有限元分析软件msc.nastran,建立了简单的计算模型,用多点约束单元对装配体中常见的螺栓连接进行近似模拟。得到了螺栓处刚性节点载荷,并利用第4强度理论对螺栓进行了校核。

单梁起重机应用广泛,数量巨大。由于一定型号的单梁起重机形状相似,其差别主要是尺寸参数不同及所承受的载荷和工况不同,因此在单梁起重机的有限元分析中,如果对于每台起重机都进行传统的手工建模,将耗费很多时间。笔者开发了一套

优化了一种考虑大型结构的螺栓连接有限元模型的简化方法。简化方法仅需要对有限元模型施加均匀压力,而不需要对所有螺栓完全建模。该简化方法不仅提高了螺栓连接模型有限元计算时的收敛性,而且节约了计算成本。详细分析了该简化方法的假设。为了验证简化方法的准确性和可靠性,对螺栓连接结构的建立了简化模型,计算三种不同载荷作用下模型的多个关键特征量与接触应力云图,并与传统建模的结果对比,得出使用方法的简化模型的适用条件。

以城市轨道交通列车车钩装置的高强度螺栓为研究对象,建立了整个车钩螺栓的三维装配模型。利用abaqus软件建立了完整的、与实际相符的车钩螺栓接触非线性有限元仿真分析模型,并在模型中考虑了材料的弹塑性及接触非线性等因素。通过仿真分析获得了车钩螺栓的应力及应变大小,并分析比较了螺栓预紧力大小及金属垫片使用方案对车钩螺栓应力的影响。

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第30卷　第6期太　原　理　工　大　学　学　报vol130　no16 1999年11月journaloftaiyuanuniversityoftechnologynov.1999 　　文章编号　100729432(1999)0620633205 软基大型涵洞衬砌结构有限元分析 孙建生 ① (太原理工大学建筑与环境工程学院) 摘　要　模拟填筑分层加载过程,采用非线性填筑土体与衬砌结构联合作用的有限元方法,确 定涵洞衬砌周边土体压力及其分布规律,并进行相应的结构内力计算。 关键词　填土压力;涵洞衬砌;有限元分析 中图分类号　tv311;tv65212　　　文献标识码　a 0　引　言 软基上填埋式涵洞衬砌结构计算,在水利工程 中是经常遇到的工程问题。通常采用结构力学及弹 性

1 汽车结构有限元分析技术(ansys) 课程编码：202062课程英文译名：thefiniteelementanalysisofautomobile structure 课程类别：专业选修课 开课对象：车辆工程开课学期：第7学期 学分：2.5学分；总学时：40学时；理论课学时：32学时； 实验学时：0学时；上机学时：8学时 先修课程：理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论 教材：黄国权，有限元法基础及ansys应用，北京：机械工业出版社，2004 参考书： 【1】朱伯芳．有限单元法原理和应用（第二版）．北京：中国水利水电出版社，1998 【2】丁皓江，何福保．弹性和塑性力学中的有限元法．北京：机械工业出版社，1992 【3】蒋孝煜．有限元法基础．北京：清华大学出版社，1992 【4】

通过对高强螺栓t型钢连接节进行三维非线性有限元分析,研究和探讨了螺栓间距,t型钢翼缘、柱翼缘及柱腹板厚度等因素对于节点初始连接刚度、梁的延性破坏以及本身接触状态的影响.

针对不同厚度连接板对高强螺栓群的受力影响,采用有限元软件ansys建立了三维有限元实体模型,对两种不同厚度的连接板在拉力荷载作用下的板件相对位移、板件应力等进行了模拟,并对比分析了不同厚度连接板的应力状态。结果表明:薄板与厚板应力分布规律一致,但厚板应力数值更小,应力分布更有利。

以某输水工程中引水隧洞为研究对象,选取典型断面,利用ansys软件建立衬砌结构的二维有限元模型。对隧洞衬砌结构在不同工况荷载作用下的受力情况进行计算分析,得到其变形和内力分布规律。计算结果表明,衬砌结构满足承载要求,结构为偏心受压构件,顶拱和侧墙顶部的变形量较大,侧墙和底板连接处的内力值最大。可采取固结灌浆措施提升围岩稳定性,加大侧墙底板连接处的结构强度,从而达到结构优化的目的。

从整体性观点出发,考虑垫片的非线性性质和应力-应变时滞效应,用大型有限元软件ansys建立了“u”形管换热器中等效管板和法兰垫片螺栓连接系统的非线性三维有限元模型,并且考虑垫片的非线性与时滞效应,着重分析了预紧和加压两种工况下垫片材料的时滞效应、不同的管壳程压差以及不同的螺栓预紧力和不同的螺栓尺寸等因素对法兰接头紧密性的影响。

u型螺栓强度分析是重型汽车悬挂系统产品设计的重要环节,主要用于汽车悬挂系统,起到连接钢板弹簧和车桥的作用。u型螺栓强度的可靠性直接影响重型汽车的行驶安全。通过ug对螺栓模型进行建模,并将其导入ansysworkbench分析软件进行强度分析,根据软件的计算结果进行强度校核。分析结果表明在螺栓施加预紧应力及约束条件下,能保证其强度满足一般的强度校核要求。利用三维设计软件及有限元分析,为新产品的开发和设计提了的设计依据,具有重要的参考价值。

对外伸端板高强螺栓连接采用三维非线性有限元分析方法,对连接中的主要构件端板、高强螺栓、梁翼缘、柱翼缘和柱翼缘加劲肋进行精细模拟,针对有无柱加劲肋、端板厚度变化等连接的情况进行比较分析,研究了外伸端板高强螺栓半刚性连接的受力性能以及其初始刚度的影响因素。

应用ansys对双级套管螺纹连接进行性能仿真,建立双级套管螺纹有限元模型,利用接触分析模块,分析螺纹各扣牙受力情况,最后总结了双级套管螺纹连接受力分布规律,并与普通套管螺纹接头作了比较,结果显示双级套管螺纹接头各扣牙受力分布要比普通套管螺纹均匀。研究结果提高了对双级套管接头应力水平的认识,对改进套管连接螺纹设计,提高套管接头的连接质量,促进特殊套管螺纹接头的发展具有一定的参考价值。

针对法兰节点设计中受撬力影响的问题,采用ansys进行了非线性有限元分析,考虑了荷载大小以及法兰板厚对撬力的影响。分析结果表明,在施加荷载应力比不超过0.81时,法兰节点变形量与荷载大小保持直线关系,此时可以认为法兰是刚性的。随着板厚的增大,法兰节点的刚度也不断增大,撬力所占的比例呈逐渐下降的趋势,当板厚较大时,撬力的影响趋近于零。法兰节点连接螺栓撬力的影响比规范中要大,建议规范中的公式更改为fbt=0.75f。

以35m浮动式趸船为研究对象,根据《机械设计手册》第4版第2卷对该船的连接螺栓强度进行校核,按照设计图纸,使用有限元软件对货舱段主要构件及连接螺栓建立有限元模型,并对螺栓强度校核结果进行分析和探讨.