然而螺栓联接的行为是相当复杂的。对于典型的螺栓联接,受制于各种因素的影响,无论从初始预紧到后的螺栓变化载荷,必须考虑的参数组合相当令人困惑,尤其是还要考虑螺栓联接失效。因此准确地构造螺栓联接的特征就更为重要。
基于不同的螺栓联接设计需求,有限元分析中对分析模型的处理方式也不同。下面给出分析模型中螺栓联接建模的几种方式:
1.螺栓不参与建模,零件之间的连接使用绑定接触,无螺栓预紧力;这种无螺栓、绑定接触对于螺栓联接组件的建模而言是简单的一种方法。其简化方式可以在连接组件的接触面定义绑定接触,该方法求解快,但这种简化方式,由于绑定整个组件的连接面会使结构过于刚性,且无法得到每个螺栓的载荷。如果需要得到螺栓反力,也可以采用更详细的分析,即对每个垫片直径作用范围内的接触面定义绑定接触,这样独立的接触面上可以得到螺栓反力,但不能直接得到力矩(需要用APDL命令)。
2.在模型中直接创建梁连接。不创建梁模型,而是直接创建梁连接中是直接定义梁单元到零件边或面,网格划分使用的是一个梁单元,横截面必须为圆截面,不能直接应用螺栓预紧力(需补APDL命令)。梁单元连接到对应于垫片直径的作用面更符合实际,梁单元传递的力分布在垫片表面,可以得到梁单元上的作用力和力矩用于后续手工计算螺栓范围。这种连接方法是航空航天工业中常用的方法,螺栓承担所有的 荷,通常更保守,后续计算确定螺栓是否失效。