【技术实现步骤摘要】
一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法及系统
本专利技术属于紧固件强度校核领域，尤其涉及一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法及系统。
技术介绍
螺栓连接是目前各类机械结构的主要连接方式和薄弱环节。现代机械结构连接的方式有螺栓连接、焊接和胶结等，其中螺栓连接由于具备成本低、易拆卸和连接可靠等优点，成为各类机械主要的连接方式。由于螺栓连接设计、安装和维护不当，造成设备损毁和人员伤亡的事故屡见不鲜。在工程设计中，一般采用有限元建模计算方法对螺栓连接(包括螺栓和被连接结构)进行强度校核。由于一般机械结构采用数量庞大的螺栓进行连接，现有的有限元建模和计算水平难以支撑螺栓连接高精度、无简化的建模分析，因此螺栓连接的有限元高精度、高效率的简化建模分析方法对机械结构设计校核具有重要意义。现有螺栓连接的有限元简化建模方法主要有两种，第一种是将螺栓简化为一个梁单元，梁单元的两个节点分别与两个被连接件的部分单元节点用刚性约束单元连接。这种简化方法由于采用了刚性约束单元连接螺栓和被连接件，因此无法描述螺栓和被连接件之间的力学特性，降低了螺栓连接的有限元简化建模方法的分析精度。第二种是将...
【技术保护点】
1.一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型；(2)以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)；(3)在第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的节点之间、第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的节点之间建立若干弹簧阻尼单元；(4)将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值。
【技术特征摘要】
1.一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型；(2)以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)；(3)在第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的节点之间、第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的节点之间建立若干弹簧阻尼单元；(4)将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值。2.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(1)中，建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型包括如下步骤：第一被连接件(1)与螺栓的第一接触区域(3)为圆环，第二被连接件(2)与螺栓的第二接触区域(4)为圆环，建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)内第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型，在第一接触区域(3)有均匀分布的第一节点(51)，在第二接触区域(4)内有均匀分布的第二节点(52)；建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)外第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型。3.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(2)中，以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)包括如下步骤：在第一接触区域(3)的圆心处建立第一梁单元节点(6)，在第二接触区域(4)的圆心处建立第二梁单元节点(7)；在第一梁单元节点(6)和第二梁单元节点(7)间建立梁单元(8)；赋予梁单元(8)圆形截面属性，其直径值与螺栓有效直径一致。4.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(3)中，建立若干弹簧阻尼单元包括如下步骤：第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的每一第一节点(51)建立一个弹簧阻尼单元，形成第一组弹簧阻尼单元(9)；第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的每一第二节点(52)建立一个弹簧阻尼单元，形成第二组弹簧阻尼单元(10)。5.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(4)中，将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值包括如下步骤：将第一组弹簧阻尼单元(9)根据其与第一梁单元节点(6)的距离等分为三组，由近及远分别为第三组弹簧阻尼单元(11)、第四组弹簧阻尼单元(12)和第五组弹簧阻尼单元(13)；将第二组弹簧阻尼单元(10)根据其与第二梁单元节点(7)的距离等分为三组，由近及远分别为第六组弹簧阻尼单元(14)、第七组弹簧阻尼单元(15)和第八组弹簧阻尼单元(16)；对上述每组弹簧阻尼单元赋予同一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘赛，肖凯，尹进，姚宇地，苏玲，王月，姚纳新，熊艳丽，陈飞，邓云飞，孔文秦，张斌，宋春雨，石小亮，陈誉仁，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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