在Dyna中对螺栓施加预紧力

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了一个详细的三维模型建立和有限元分析过程，包括几何面的建立、网格生成、螺栓和螺母的创建、边界条件设置、材料属性、截面属性和接触设置的定义，以及预紧应力的加载和输出设置。通过Mesh和EleGen工具生成了二维和三维网格，利用ShapeM工具创建了螺栓和螺母，并设置了相应的边界条件和材料属性。最后，通过控制设置和输出设置，完成了动态松弛分析，并通过后处理工具观察了模型分析结果。

在Dyna中对螺栓施加预紧力

学习目标：

学习怎么使用几何和网格划分工具；

熟悉LS-dyna中的动态松弛

问题描述：

两块铁板之间夹着一层橡胶件，依靠螺栓固定，我们通过动态松弛的方法给螺栓加上预应力，如图所示：

创建几何：

点击Curve > CirArc ， 对应的三条曲线如下所示：

在底部菜单中，点击AutCen，使曲线在窗口中显示合适的大小；点击Curve > Line，将method改为point to point，然后点击点1和点2，并Apply；点击点3和点4，并Apply。

点击Surf > FillPln并将method切换成By Edges，选择刚刚生成的四条线段和一个圆，并Apply，这样就建立了一个几何面。

生成网格：

点击Mesh > AutoM，尺寸为6，网格类型为Mixed，选择几何面，点击Mesh，如果不满意网格；可以双击每条边可以改变每条边的单元数，如果满意，点击Accept。

这样二维的网格已经生成，要生成三维网格需要点击Mesh > EleGen，选择Solid，在Solid By中选择Solid_Face_Drag，设置Thickness = 20, Segment = 3，并且方向点击Z。选择所有二维网格点击Create和Accept，生成橡胶层；继续在Element Generation对话框，将Thickness to 5 ， Segment to 1修改，在选择对话框中，选择ByElem，激活Prop，点击橡胶层顶层一个单元，即可选择顶层面所有单元，点击Create和Accept；继续在Element Generation对话框，设置PartID跟顶层面单元一样，将方向改为0，0，-1，并选择底层面所有单元，点击Create和Accept。

前面金属层和橡胶层均已建立完成，线面建立螺栓，点击Mesh > ShapeM，在Entity中选择Cylinder solid；半径6.5mm，长度50mm，周向单元数量8，轴向单元数量10，位置：53.033  53.033  -15，方向：0 0 1，名称为bolt，这里需要注意Start Element ID 和 Start Node ID不要修改，按其默认即可，点击Create, Accept and Done。

创建螺母时，点击Mesh > EleGen，设置Part ID 跟刚刚的圆柱一样，在solid By中选择Solid_Face_Offset，填写Thickness = 5和 Segment = 1，选择单元如下所示（上下两圈）：

边界条件：

切换到Top视图，创建关于YZ、XZ平面对称约束，点击Model > CreEnt>Boundary>Spc，选择Crc，Set，在Sym Plane 中选择YOZ（XOZ），选择节点如下所示：

创建材料属性：

在Mat中选择001 MAT_ELASTIC，材料参数为：

截面属性：

创建SECTION_SOLID，在ELDORM中选择-2，将其应用到所有Part中。

接触设置：

添加AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE，该接触方式是推荐接触，具体参数如下所示：

创建预紧应力：

要在螺栓上加载预紧力用到关键字INITIAL_STRESS_SECTION，该关键字需要以下参数：

1，    定义一条应力与时间的曲线

2，    一个横截面

3，    一个part集合

定义曲线：

点击Application > Tools > CurveGen，选择方法为X-Y，勾选Smooth并填写数值为50，输入三个点，点击Create.

就会生成关键字DEFINE_CURVE，但需要将SIDR改为1，表示激活动态松弛分析。

创建截面：

打开关键字DATABASE_CROSS_SECTION_PLANE，定义平面法向向量头尾坐标，这个平面可以是矩形、圆形，也可以是无限大，这里定义一个圆形，输入半径为100.

这个关键字可以获得该平面经过的Part的截面力或者截面扭矩。

创建Part集合：

点击CreEnt>Set Data>*SET_PART，点击Cre，框选螺栓，点击Apply。最后在关键字中INITIAL_STRESS_SECTION，将这三个填入即可。

控制设置：

打开CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION，填写收敛步数（NRCYCK）为100，收敛容差（DRTOL）默认，点击Accept。

输出设置：

为了创建动态松弛二进制输出内容，点击DATABASE_BINARY_D3DRLF，将CYCL改为1，其他都默认，最后保存。

后处理：

打开d3drlf，从动画中可以看到截面周围的单元有压缩的趋势，点击Post > History > Element，制定其中某个单元，可以查看单元的应力。