Abaqus带螺纹螺栓接触应力分析

在实际情况下，很多结构都采用螺栓连接的方式，如何考虑螺栓连接、对连接螺栓的分析计算是个难点。目前的常规做法通常有两种：1.简化，用RBE2和beam梁来代替螺栓，这样不能反映连接螺栓真实应力，图1为某结构连接螺栓简化的beam梁应力云图，没有接触应力：

图1 某结构连接螺栓简化的beam梁应力云图

2.直接做出来螺栓螺纹采用接触分析，虽然得出的结果很精确，但这样前处理工作量大（螺栓和螺纹用六面体网格建模）、计算量大（接触收敛困难），如图为某结构带螺纹螺栓和连接件模型（图2）和计算得出的结果（图3）：

图2 某结构带螺纹螺栓和连接件模型

图3 计算结果

那么，有什么好办法可以不用简化带螺纹螺栓，不用直接做出带螺纹螺栓，又能得到足够精确的结果？

运用大型通用非线性有限元分析软件Abaqus，只需要在接触定义中设置跟实际螺纹形状有关联的参数，如牙角、螺距、螺栓小径等，就可以模拟真实的连接螺栓接触状况。既可以得到足够精确的分析结果，又节省了时间专注进行其他的分析设置。如图4，为连接螺栓接触来定义带螺纹螺栓：

图4 连接螺栓接触来定义带螺纹螺栓

图5为某结构直径10MM的带螺纹的连接螺栓接触压力分布云图：

图5 某结构直径10MM的带螺纹的连接螺栓接触压力分布云图