Abaqus螺栓预紧力的Python脚本加载

4月前浏览7657

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了螺栓连接在机械结构中的重要作用，并详细说明了如何在Abaqus/CAE中使用Python脚本高效地为螺栓施加预紧力。螺栓连接在传递负载和固定部件方面至关重要，而预紧状态能显著提高其耐久性。通过创建基准平面、分区和定义曲面，结合Python脚本，可自动为螺栓施加预定预紧力。此外，文章还展示了如何通过Abaqus/CAE的后续步骤加载预紧力，并提供了简化方法的提示。最终，通过验证应力和接触压力，确保预紧力正确施加。

螺栓连接广泛应用，其能够将各部件固定一起并传递负载。通常，在这类型的连接中使用的螺栓处于张紧状态（预拉伸）以提供防滑连接，此外，当螺栓连接处于预拉伸状态（例如螺栓拧紧螺栓杆）并施加外部载荷时，螺栓可承受更长的时间，而对于未预张紧的螺栓连接，螺栓可能会在几秒内失效。

Abaqus/CAE可以直接在螺栓上手动施加预拉伸（请参考《Abaqus分析之美》第5讲），然而，通常大量螺栓连接的模型中，手动施加螺栓预紧可能成为繁琐工作，将会非常耗时，在这种情况下，使用Python脚本应用螺栓预紧力可以优化效率。

螺栓模型

包括六角螺母和垫圈的螺栓模型设计为一体，非标尺寸。

螺栓质量等级10.9

材料型号：线性弹性

屈服强度：900MPa

螺栓杆直径：18 mm

预紧载荷：屈服强度的80％，720MPa

法兰模型

法兰材料：钢S355

材料型号：线性弹性

屈服强度：295MPa

螺栓孔的直径为20毫米。

装配模型

垫圈和法兰之间没有间隙。使用的螺栓总数为10。使用下图红色框中的创建放射状阵列命令，确保螺栓是一个螺栓部件的实例，确保命名是一致的，用以确保后续执行Python脚本。

加载预紧力

第1步：Part模块

在bolt-1-rad-1零件中，执行以下操作：

1.在螺栓杆的中间创建一个基准平面，并在基准轴上创建表示螺栓对称轴的基准轴。2.基于步骤1中创建的基准平面创建分区。

3.根据步骤2中创建的分区，在螺栓柄中间，定义螺栓1-rad-1零件上的曲面（“Surf-1”）。

4.在初始步之后创建名为“Pretension”的静态加载分析步。

5. Python脚本解释

计数器（“n”）必须有一个大于所用螺栓总数的值（本例中为10个螺栓）

可以通过双击此功能找到基准平面ID。注意正确输入模型/步骤/实例/基准实体名称和约定。

基于螺栓杆的有效横截面积来选择预紧力大小（183217.7N），以便在螺栓上施加720MPa（屈服的80％）的应力。出于自动化目的，用户可以记录宏，同时完成为单个螺栓实例（例如bolt-1-rad-1）创建螺栓负载的所有步骤，并根据问题对其进行修改。此外，通过查看Abaqus重播文件（rpy），还可以以文本格式找到此示例中执行的所有步骤。

一旦完成上述所有步骤，该脚本就可以直接粘贴在Abaqus/CAE的命令窗口中。如果操作正确，Abaqus/CAE显示如下。