ansys Workbench螺栓载荷提取时，如何计算载荷偏心距离（VDI2230） 原创

问题：

VDI2230关于螺栓的计算中对于螺栓载荷的提取没有过多的涉及，本文针对偏心载荷的提取问题进行简单说明。

VDI2230中，对于载荷偏心距a的定义如下，虚拟轴线到截面弯矩为0的点之间的距离。

     对于实际螺栓连接问题，几何结构和载荷状态复杂多变，使用经验公式估计并不理想。本文介绍使用有限元仿真的方法确定载荷偏心距离。

示例：

       以VDI2230中的案例5为例进行对比计算，依据案例5的几何信息创建仿真模型。

       约束筒体底面，在内表面施加20Mpa压力载荷，同时给螺栓施加约150KN的预紧力（加不加结果变化不大），连接面设定为摩擦面。

       将两个侧面设定为，frictionless Support，等效对称边界。（这里没有使用圆周循环对称边界，是因为圆周对称边界不能支持截面弯矩提取）

       注意，在输出控制中 打开“Nodal Forces”，用于端盖截面的弯矩提取。

 

       计算完成后，在结果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface类型进行端盖截面弯矩载荷的提取，这里只需要关注X轴弯矩。

       依次变更截面位置，就可以获得一条弯矩随位置变化的曲线，读取弯矩为0位置的距离值，再进一步处理加上螺栓偏心距Ssym，就可以换算到载荷偏心距a。

          个人认为仿真结果17.535，除了在循环对称设置上与案例给出条件不同外，其余均能反应案例边界。

 

补充案例：

       以机械设计手册两端固支梁，在均布载荷下的反弯点计算模型为例进行验证。

仿真结果

        公式计算值42.2mm，仿真结果42.23mm。两个结果几乎一致。

 

使用上述截面力矩提取方法，计算VDI2230中的初始条件，载荷偏心距a的插件，使用介绍。

插件主要实现，

1.      自动循环移动截面位置，提取X轴弯矩数据；

2.      绘制弯矩曲线图；

3.      插值计算弯矩0点位置；

4.      在零点附近增补提取截面，精确插值结果;