本文主要介绍了SimSolid这款“无网格”结构分析软件,它能自动识别并批量创建连接,还具备材料库,与传统有限元软件相比,大大提升了建模效率。SimSolid支持线性、非线性、热、模态、频响等多种结构分析,是前期快速结构验证的首选。本文还介绍了SimSolid中螺栓预紧与接触非线性的相关内容,包括自动创建接触、螺栓处的接触、预紧力的施加等。
专题第四期,我们主要是给大家介绍SimSolid中螺栓预紧与接触非线性。
你可能会有这些疑问 ⬇
Q1
SimSolid自动创建接触时,螺栓处的接触也包括吗?
能根据特征识别螺栓和螺母,真省事,预紧力好施加吗?
Q2
下面就让我们逐步为你解答!
SimSolid中自动创建接触时,也会在螺栓处自动创建接触。这需要最初导入的几何模型包含螺栓的三维实体模型。我们来看一看螺栓处的接触是如何识别和自动创建的,具体操作如下:
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Step1: 导入几何
Project>Import from file
Step2:自动创建连接
接受推荐设置,自动创建连接(详细参数设置解释可看上一期《好好学接触,入门没有坎儿》)
Step3:查看已创建连接
图中红色 区域即为已创建的连接区域
Step4:建立分析类型
若T形板间为分离接触,应设置非线性结构分析
Step5:查看自动创建接触类型
整个装配体的接触将全部自动创建,红色为bonded,黄色为sliding。
T型板间红色bonded接触,需手动调整为separating/closing接触(方法见上一期《好好学接触,入门没有坎儿》)
仔细查看螺钉处接触,可知带螺母的螺栓位置处
自动创建连接,如下:
若为盲孔螺栓,可自动创建如下:
通过上述步骤,我们看到SimSolid可以为螺栓创建合适的接触。这是为什么呢?展开模型树Design study 1,BASELINE>Assembly可知每个部件前有个识别符号(如下图)。这是因为一旦导入几何,根据圆柱形主体和头部外径或内径上的六角形,SimSolid可以识别该几何体为螺栓。使用这种基于六角形的几何特征,以类似的方式识别螺母。
接触创建好了,如何施加螺栓预紧力呢?步骤如下:
Step 1
依次点击模型树中Structural 1>工具条Bolt tightening
Step 2
跳出Bolt tightening对话框,在图形区,1先选中螺栓,2输入螺距,3选择一种施加方式并输入参数。
Bolt tightening中三种施加方式的详细解释如下:
三种选择一种即可,当然是根据实际情况,知道什么就选用哪一种。创建螺栓预紧时,若在Step1中选择的螺栓为带有螺母的螺栓时,会跳到Nut Tighting对话框,即通过螺母施加预紧,Nut tightening中也有类似的三种施加方式,在此不赘述了。
文字解释总是不够直观,下边我们建立三个模型,演示三种施加预紧力的方法。
导入几何模型,并在SimSolid中建立基本模型如下,图中所有材料均为钢材(E=210GPa,u=0.3),下T形板底面固定,两个螺栓处施加预紧力,模型中的接触状态设置如图中所示。
其中预紧力的施加,分别用下述三种方式施加预紧力:
(1)螺距2.5mm_螺母转数1 (2)扭矩50Nm_摩擦0.1 (3)目标轴力30000N
计算得预紧工况下,模型应力云图动画如下: