连接板中的螺栓孔进行局部网格细化。严格控制配合面节点数量和相对位置,使计算结果更易于收敛3。装配模型划分单元数总计146690,节点数总计218768,离散化模型如图2所示。
23载荷约束施加
针对该螺栓联接的装配体,为真实反映实际效果,进行如下定义:上连接板与下连接板的接触面和上连接板与两个螺栓头的接触面分别定义为摩擦面接触,两个螺栓的螺纹面与下连接板的两个螺栓孔分别定义为螺栓联接关系。在螺栓简化模型中则将两个螺栓取消,定义上连接板与下连接板的接触面为Tie连接。下连接板后立面施加全自由度位移约束,上连接板前立面施加2MPa拉力,加载情况见图3。
3结果与讨论
31模拟结果
应用ABAQUS自带的求解器对模型进行求解。在ABAQUS中设置相应的选项,可以得到各种所需的图形、数据。为进行比较,本文同时分析了带螺栓联接和螺栓简化后两种装配体的承载性能。为清晰观察应力应变分布情况,对分析结果的分布云图扩大1000倍展示。装配体应力分布云图如图4所示,连接件单体应力分布云图如图5所示,装配体位移变形分布云图如图6所示。
32讨论
由图4a可见,上连接板和下连接板接触面之间存在相对运动,上连接板后端在其前立面拉力的作用下绕两个螺栓翘起,与下连接板面脱离。由图5a可见,上连接板应力主要集中在螺栓孔附近。在前立面拉力和两个螺栓紧固关系的共同作用下,后端面应力云图出现不均匀分布,靠近螺栓的位置应力较大,远离螺栓的位置应力较小。而且,在上连接板螺栓孔的下沿,即与下连接板接触的螺栓孔位置发生应力集中,上连接板最大应力值为4526MPa。由图5b可
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见,下连接板应力主要集中在螺栓孔附近,并沿螺栓孔向后延伸,下连接板最大应力值为6742MPa。由剖切图可见,螺栓孔顶面与上连接板接触的位置,其应力值大于底面。
由图4b可见,上连接板与下连接板的接触面在Tie接触关系下,节点发生同步变化,致使应力分布趋势基本相同。在这种接触定义下,整个装配体以及两个连接件的应力分布均发生了变化。上连接板应力分布向前移动,主要集中在螺栓孔和与下连接板前立面先接触的位置。下连接板应力分布向后移动,主要集中在上连接板后立面与下连接板后端立面之间区域,特别是两立面与下连接板顶面相交的位置。该形式下装配体最大应力值为8677MPa。
由图6a和6b可见,位移变形分布云图变化趋势基本相同。带螺栓联接的装配体发生的最大位移变形为0004162mm,简化螺栓后的装配体发生的最大位r