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仿真表明给螺栓垫上套筒会提高螺栓的疲劳性能,但这里还有个细节

 草虫gg 2023-10-12 发布于四川

01

背景

    本号前作《给螺栓垫上套筒为什么会提高螺栓的疲劳性能?用仿真告诉你答案!》使用了梁连接定义了螺栓连接关系。仿真结果表明,螺栓加长有利于提高螺栓的疲劳性能。

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    本号前作《警惕!我又发现了ANSYS Workbench的一个错误》表明,如果需要直接查看梁应力,梁连接功能不宜使用。

02

导读

    本文使用线体梁单元定义螺栓连接关系,不采用梁连接功能定义螺栓连接关系。其它条件设置和前作《给螺栓垫上套筒为什么会提高螺栓的疲劳性能?用仿真告诉你答案!》一致。

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螺栓连接

    在SpaceClaim中,建立螺栓实体,然后进行抽梁操作,生成螺柱线体。在Mechanical中使用Joint建立螺杆两端和被连接件的固定关系。

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04

仿真分析

    带套筒螺栓的分析结果。

    交变加速度作用下,螺栓轴力的交变范围:

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    弯矩的交变范围:

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    法向应力的交变范围:

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    等效应力的交变范围:

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    不带套筒螺栓的分析结果。

    交变加速度作用下,螺栓轴力的交变范围:

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    弯矩的交变范围:

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    法向应力的交变范围:

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    等效应力的交变范围:

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    带套筒的螺栓的轴力波动范围小于不带套筒的轴力波动范围,带套筒的螺栓的弯矩波动范围小于不带套筒的弯矩波动范围。带套筒的螺栓的应力波动范围更小,所以疲劳寿命更长,疲劳性能更好。

    载荷的详细信息可查看本号前作《给螺栓垫上套筒为什么会提高螺栓的疲劳性能?用仿真告诉你答案!

05

刚度分析

    螺栓带套筒立柱的侧向位移如下图所示。

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    螺栓不带套筒立柱的侧向位移如下图所示。    

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    螺栓带套筒后,立柱的侧向位移会有所增加,即立柱的抗侧刚度会有所降低。

    总结来说,螺栓带套筒后,会提高螺栓的疲劳性能,但会降低立柱的抗侧刚度。

06

总结

    和本号前作《给螺栓垫上套筒为什么会提高螺栓的疲劳性能?用仿真告诉你答案!》相比,区别在于本文使用了线体划分梁单元定义了螺栓连接,其它条件完全一致。

    两篇文章的轴力、弯矩、位移结果接近,但梁单元应力结果有差距。所以笔者建议,对于需要直接查看梁应力的场景下,不宜使用梁连接。换言之,使用梁连接虽然方便,但用户不宜直接查看梁应力。












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