搜索Abaqus中使用connector单元定义螺栓预紧力
2017-12-14 by:CAE仿真在线 来源:互联网
螺栓连接,常用的方法有实体螺栓连接和简化螺栓连接。由于实体螺栓连接需要定义接触,且网格划分比较麻烦,在不关注螺栓本身的结构响应时,可以采用简化螺栓连接。在Abaqus中,可以使用Bolt load定义实体螺栓预紧力,本文主要介绍connector单元简化实体螺栓,并使用connector force定义螺栓预紧力。
一) 模型的描述
模型由两个开孔的板组成,如图1-1所示,间距200,每个板长1000,宽1000,开孔半径100。材料的弹性模量2.06e5Mpa,泊松比0.3,板厚6。
图1-1 模型示意图
二) Connector单元的定义
将Abaqus切换到Interaction模块,利用connector builder创建Connector单元。在创建Connector单元前,需要首先创建两个基准点(或者参考点),用于生成Connector的特征线。
1)创建生成两个基准点。根据两个点的中点创建基准点,如图2-1所示。
图2-1 创建两个基准点
2)利用Connector Builder工具创建connector单元
首先,单击Connector Builder工具,根据提示选择刚刚创建的两个基准点,会弹出,如图2-2所示的窗口。然后,定义Connector单元的截面,如图2-3所示。单击确定后,Abaqus会自动创建一个X方向与特征线平行的局部坐标系,该局部坐标系在结果输出的时候将会用到。
图2-2Connector Builder工具
图2-3 创建Connector截面
三) 创建边界和螺栓与板之间的关系
1)板四周固支约束,如图3-1所示。
图3-1 板四周固支约束
2)螺栓与板之间Coupling连接,如图3-2所示。
图3-2 螺栓与板之间建立耦合关系
四) 定义螺栓预紧力
与Bolt load载荷类似,使用Connector force也需要两个分析步。
在第一个静力分析步中定义预紧力,预紧力大小为1000N,如图4-1所示。输入的预紧力为正值还是负值与connector单元两端的节点编号有关,但要保证箭头的方向向内,如图4-2所示。
图4-1 Connector单元定义预紧力
图4-2 螺栓预紧力方向
在第二个静力分析步中,将connector单元的位置固定,如图4-3所示。
图4-3 第二个分析步中固定connector单元的长度
五) 结果输出定义
1) 场变量输出。输出整个模型的应力(Mises)和位移(U)以及connector单元的合力和弯矩(CTF),如图5-1所示。
图5-1 场变量输出请求
2)历史变量输出。输出上板四周固支节点的支反力RF3(提前创建了一个set集)以及connector单元的轴向力CTF1(按照定义connector单元生成的局部坐标系确定的),如图5-2所示。
图5-2 历史变量输出
六) 查看结果
1)位移结果,板向内凹陷,说明预紧力方向与预期的一致(变形放大50倍),如图6-1所示。
图6-1 位移变形云图
2)Connector单元的轴向力。输出结果中的轴向力大小和输入的预紧力大小1000相同,如图6-2所示。
图6-2 connector 单元轴向力输出结果
3)验证螺栓预紧力和支反力大小一致。
首先,根据历史输出分别创建connector单元的CTF1 XY Data和支反力的合力的XY Data,如图6-3所示。
图6-3 创建connector单元以及支反力合力的轴向输出结果
从下图中可以看出预紧力的大小和支反力的大小变化一致。
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