lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild

1.问题描述

前面计算了螺栓连接为beam方式建立的方法,当前考虑螺栓为实体螺栓,当一组零件中有螺栓的存在,螺栓会添加一个预紧力,之后组件受到其他的冲击碰撞等受力,查看整体变形和应力分布情况

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图1

2.问题分析

由于lsdyna自身的原因,计算的步长受到材料密度、弹性模量、网格大小等因素影响,不可控制,只能计算很短时间内的一个变形。如果延长时间则计算量过大,没有意义了。

那么在常规方法在lsdyan中,只能在0.001s内施加螺栓预紧力,组件在短时间内受到螺栓预紧力的作用就会在后期产生抖动,对于后续加载的冲击碰撞等载荷后产生影响,那么如何消除这个现象?

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图2

3.模型处理

实体螺栓模型需要将螺栓设置表面印记,将螺栓的圆柱部分切割出来,建立局部坐标系,加载螺栓预紧力,加载的载荷只能是应力值,结果为预紧力/截面积

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图3

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图4

4.lsdyna螺栓验证

建立螺栓模型,加载预紧力的应力之后,看到结果中螺栓被分成两端,并重合挤压,得到需要的螺栓预紧力,所以需要考虑设置中shear and bending

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图5

5.动力松弛+螺栓预紧力

建立动力松弛,其中设置为隐式算法并加载螺栓预紧力

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图6

结果如下,可以看到两侧被挤压,整体有微小的抖动,但是并不明显,整体的应力比较稳定

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图7

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图8

6.静力学+动力松弛方法加载预紧力

6.1静力学计算

预紧力中载荷加载和静力学相同,为切断圆柱方式,按照常规方式在静力学中加载螺栓预紧力100N,获取静力学的变形

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图9

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图10

6.2静力变形+动力松弛

在lsdyna中读取静力学变形,再添加一个lsdyna模块,将结果导入lsdyna,如图所示。得到的结果只能是位移变形,这样就能得到初始的预添加受力的变形了.

在添加一个动力松弛dynamic relaxation,选项设置为explicit after ansys solution,之后的设置为显示动力学计算的设置收敛方法

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图11lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图12

计算的结构变形如图所示,可以看到螺栓预紧导致的变形会有明显的抖动,产生的应力也有明显抖动,所以这种方法并不适用,建议采用beam方式加载螺栓预紧力

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图13

lsdyna中动力松弛-螺栓预紧力加载-soild的图14

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