螺栓预紧力作用下的C型夹具蠕变计算
1.问题的描述
如图所示给出了螺栓预紧力作用下的C型夹具蠕变计算模型，该模型由C型夹具和线体螺栓组成。线体螺栓的材料为结构钢，C型夹具的弹性模量为2e11Pa，泊松比为0.3，蠕变模型使用时间强化模型（Time Hard），C1=2E-20，C2=1.1，C3=1.5，C4=0。
如图所示，完全固定C型夹具的A位置面，在线体螺栓上施加8000N的螺栓预紧力，计算采用两个载荷步，预紧后激活蠕变，蠕变的计算时间为10000s。
单击结构静力学分析系统中的工程数据（Engineering Data）子模块，在Material选项中定义C型夹具材料名称为夹具，然后在左侧Toolbox，双击蠕变模块下方的Time Hardening，然后按照如图3所示，输入夹具材料参数。
图3 夹具材料数据
图4 导入模型
单击Model>Geometry>Solid，则弹出如图5所示的模型细节设置面板，用户按照图5所示的将材料分配为夹具。
图5 模型细节设置面板
右击Connection>Insert>Joint，在弹出的如图6所示的运动副设置细节面板，设置连接类型（ConnectionType）为体-体连接（Body-Body），设置类型（Type）为固定（Fixed），参考位置（Reference）为线体螺栓的定点；运动位置（Mobile）为C型夹具内孔四个侧面，具体位置如图6所示，设置球形区域（PinballRegion）半径1.5e-2m。
图6 运动副设置细节面板
右击Connection>Insert>Joint，在弹出的如图7所示的运动副设置细节面板，设置连接类型（ConnectionType）为体-体连接（Body-Body），设置类型（Type）为固定（Fixed），参考位置（Reference）为线体螺栓的定点；运动位置（Mobile）为C型夹具内孔四个侧面，具体位置如图7所示，设置球形区域（PinballRegion）半径1.5e-2m。
图7 运动副设置细节面板
右击Mesh>Method，弹出如图8所示的Mesh方法设置细节面板，选择作用的体为C型夹具，设置Method为MultiZone，右击Mesh，选择Generate Mesh，完成网格划分。
图8 Mesh方法设置细节面板
单击Analysis Settings，弹出如图9所示的静力学分析设置面板，设置载荷步数（Number of Steps）为2，第一个载荷步按照如图10所示进行设置；第二个载荷步按照如图5-11所示进行设置。
图9静力学第一个载荷步设置
图10静力学第二个载荷步设置
右击StaticStructural，选择Insert> FixedSupport，在细节窗口弹出如图11所示的定义固定支撑设置面板，选择C型夹具的侧面，单击Apply，其他设置按照图5-12进行设置。
图11定义固定支撑设置面板
右击Static Structural，选择Insert>Bolt Pretension，弹出如图12所示螺栓预紧载荷的细节设置面板，定义作为位置为线体螺栓，同时在软件界面的右侧下方出现如图13所示的螺栓载荷定义面板，按照如图5-14进行设置。
图12 螺栓预紧载荷的细节设置面板
图13 螺栓载荷定义面板
图14 1s时刻的总体变形云图
图15 10000s时刻的总体变形云图
图16 1s时刻的等效应力云图
图17 10000s时刻的等效应力云图
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