一种高强螺栓连接结构的有限元建模方法及强度评估方法技术

本发明专利技术公开了一种高强螺栓连接结构的有限元建模方法，连接结构包括与螺栓等长的螺杆及位于螺杆一端的螺栓头，螺杆另一端与夹紧体采用螺纹连接，建模方法包括：对螺栓头和夹紧体的螺纹孔位置进行三维实体建模；用三维梁单元简化模拟螺杆部分；用梁单元连接实体单元与三维梁单元对应位置上的节点。上述螺杆的另一端可采用螺母连接来替代与夹紧体的螺纹连接；上述螺杆可替换为双头螺柱，螺栓头替换为螺母；本发明专利技术还公开了高强螺栓连接结构的强度评估方法，进一步包括：对夹紧体采用三维实体单元建模，模拟相互作用；对螺杆梁单元施加预紧力，在夹紧体上施加外载和约束，分步加载求解；提取结果，分析判断承载状态。本发明专利技术可保证结果精度和计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高强螺栓连接结构的有限元建模方法及强度评估方法
本专利技术涉及螺栓建模领域，特别是涉及一种适用于风力发电机组的高强螺栓连接结构的有限元建模方法及强度评估方法。
技术介绍
高强螺栓是目前工业设计中用于结构连接最常用的形式之一，其优点是设计灵活，便于拆卸，方便连接结构的后期维护。但由于螺栓连接施工工艺复杂，受外界因素影响较多，因此在设计阶段须准确分析螺栓承载特性，确保连接强度能够满足设计要求，从而保证连接结构安全可靠。目前螺栓连接强度分析以工程算法为主，根据连接结构形式划分为几大类，再结合经验系数建立力学平衡方程，从而推导出外载与螺栓表面应力关系。随着有限元技术发展和计算机技术进步，为求解分析螺栓受力提供了一种更加精确的方法。风力发电机组中采用的高强螺栓存在着所连接结构形式复杂、外部承载形式多样、螺栓数量多且排布无序等特点，因此能够找到一种快捷方便、能准确反映螺栓性能的有限元建模方法则成为解决螺栓设计分析的关键因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种快捷有效、能准确反映螺栓性能的可实现对高强螺栓连接结构的有限元仿真分析的有限元建模方法。并再提供一种能够准确模拟在复杂工况作用下高强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强螺栓连接结构的有限元建模方法，其特征在于，所述高强螺栓连接结构包括与高强螺栓等长的螺杆及位于螺杆一端的螺栓头，所述螺杆的另一端与夹紧体采用螺纹连接，所述有限元建模方法包括如下步骤：1)对螺栓头和夹紧体的螺纹孔位置进行三维实体建模：将所述螺栓头、夹紧体的螺纹孔位置进行切分和几何处理得到若干三维几何体，使其具备扫略生成均匀网格的条件；将所述三维几何体扫略生成均匀六面体网格；2)用三维梁单元简化模拟螺杆部分：将所述螺杆部分简化成位于轴线位置且与高强螺栓等长的直线段,所述螺杆部分包括螺纹杆和光杆，根据螺纹杆、光杆的特征将螺杆部分进行分段处理，所述螺栓头及与其对应的部分螺杆、夹紧体的螺纹孔及与其...

【技术特征摘要】
1.一种高强螺栓连接结构的有限元建模方法，其特征在于，所述高强螺栓连接结构包括与高强螺栓等长的螺杆及位于螺杆一端的螺栓头，所述螺杆的另一端与夹紧体采用螺纹连接，所述有限元建模方法包括如下步骤：1)对螺栓头和夹紧体的螺纹孔位置进行三维实体建模：将所述螺栓头、夹紧体的螺纹孔位置进行切分和几何处理得到若干三维几何体，使其具备扫略生成均匀网格的条件；将所述三维几何体扫略生成均匀六面体网格；2)用三维梁单元简化模拟螺杆部分：将所述螺杆部分简化成位于轴线位置且与高强螺栓等长的直线段,所述螺杆部分包括螺纹杆和光杆，根据螺纹杆、光杆的特征将螺杆部分进行分段处理，所述螺栓头及与其对应的部分螺杆、夹紧体的螺纹孔及与其对应的部分螺杆在轴线方向的单元个数一致，所述梁单元能够真实反映螺杆截面所承受的轴力和弯矩；3)用梁单元连接所述螺纹杆与夹紧体的螺纹孔单元节点，模拟螺纹连接关系，通过控制连接单元数量，模拟螺纹连接在轴线方向和圆周方向上的均匀性和连续性；用梁单元连接所述螺栓头位置的螺杆与螺栓头单元节点，通过控制连接单元在圆周方向的数量，模拟螺栓头接触面上压力的均匀性。2.根据权利要求1所述的高强螺栓连接结构的有限元建模方法，其特征在于，所述螺杆的另一端采用螺母连接方式来替代与夹紧体的螺纹连接；对应地，夹紧体的螺纹孔位置替换为螺母。3.根据权利要求1所述的高强螺栓连接结构的有限元建模方法，其特征在于，所述与高强螺栓等长的螺杆替换为与高强螺栓等长的双头螺柱，所述位于螺杆一端的螺栓头替换为位于双头螺柱一...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，袁凌，宁红超，潘磊，董健，李强，林明，张坤，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11