SolidWorks Simulation 有限元分析实例练习（16）：螺栓接头分析

问题描述：

一个杆件连接一块平板，该平板包含两个松配合螺栓，平板由两边支撑，吊环螺栓沿垂直方向和竖直方向受力为1100N。计算零部件的最大应力和变形。

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1.打开零件。

2.我们新建一个静应力分析的算例，如下图所示。

3.设置材料。我们需要为模型指定模型的材料属性。点击选中模型，鼠标右键选择“应用/编辑材料”。设置零部件的材料为AISI 1020，如下图所示。

4.定义螺栓接头。选择“连接”鼠标右键选择“螺栓”，如下图所示。

螺栓类型选择“标准”，依次选择下面的两个边线定义螺钉和螺母。勾选“相同的螺钉和螺母直径”。设置螺钉和螺母的直径为24mm，螺栓柄直径为12mm。

螺栓材料使用“合金钢”。

在预载选项中，选择扭矩并设置扭矩为160N.m，摩擦系数为0.2。

5.定义接触条件。为了正确建立螺栓连接的模型，需要在两个零部件之间定义接触条件。点击连接鼠标右键选择“相触面组”。

在下面的两个面之间定义一个“无穿透”，“节到曲面”的相触面组。

6.添加外部载荷。模型约束好之后，我们需要向模型施加远程载荷。选择外部载荷，鼠标右键选择“远程载荷/质量”，如下图所示。

选择下面的两个面定义远程载荷/质量的面，指定力的位置（0，0，51），力的大小为（1100，0，1100）。

7.添加夹具。为了完成静态分析，我们在平板上添加固定几何体约束。点击夹具鼠标右键选择“固定几何体”。

在平板的左右两侧添加固定几何体约束，如下图所示。

8.划分网格。

按照如下图所示进行设置。

10.运行分析。

选择“静应力分析1”鼠标右键选择“属性”，弹出如下图所示的窗口，设置解算器为“Direct sparse解算器”。

我们可以看到最大von Mises应力值为525MPa，小于材料屈服极限352MPa。

我们可以看到最大位移为8.73mm。

11.查看螺栓力。选择“结果”鼠标右键选择“列举合力”，如下图所示。

可以看到两个螺栓接头的轴向力为66742N和66804N。