Thread Designer

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6.1 变量图示

- 螺栓参数区

- 螺母参数区

- 螺栓头参数区

上述图示可通过点击设计界面对应部件的空白处弹出。

6.2 过渡区域的解释

过渡参数选择区共存在四种过渡方法:

S42:剖面4变2。S表示剖面,42表示网格从密集到稀疏的过渡方法为4网格过渡为2网格。

S31:剖面3变1。S表示剖面,31表示网格从密集到稀疏的过渡方法为3网格过渡为1网格。

B42:底面4变2。B表示底面,42表示网格从密集到稀疏的过渡方法为4网格过渡为2网格。

B31:底面3变1。B表示底面,31表示网格从密集到稀疏的过渡方法为3网格过渡为1网格。

6.3 参数是否可通过检查的计算方法

S = 螺距等分数;

B = 周向等分数;

过渡层影响:

S方向上:S42(1)会使S/2(S42为S方向的收尾时需要S/4),S31(2)会使S/3。

B方向上需要同时满足两个条件:

①B42(3)会使B/2,B31会使B/3,B层需要最后均分4份(过渡到中心正方形),这个4是必然要除的。

②向外过渡时,B层需要除以螺帽过渡方法,再除以6(螺栓头需要6等分)。

必须保证等分数可以被所有过渡层整除。为保证计算结果准确,螺母的两个分层数一般与螺栓相同。

 

以过渡层[S42 S42 B42 S42 B31]为例:

螺距分层数S:

S/2/2/4(S42为S的收尾时需要除以4)=整数;

周向分层数B:

(需要同时满足两个条件)

①B/2/3/4(B层需要最后均分4份,这个4是必然要除的)=整数

②B/(螺帽过渡方法)/6(螺栓头需要6等分) =整数

6.4 如何生成一组夹紧长度符合要求的模型

一般情况下,螺栓夹紧被连接件时,存在两种情形:

情形1——除预留退刀槽外,再预留一个螺距(该情形适用于有限元仿真中采用旋转拧紧加载的方法,例如转角法、扭矩法等);

情形2——仅预留退刀槽,不单独预留螺距(该情形适用于有限元仿真中采用非旋转拧紧加载的方法,例如Bolt Load加载法)。

两种情况的具体计算公式见下图。

6.5 模型的后续合并节点操作

本软件生成的有限元模型存在重复节点,需要在有限元中执行“合并重复节点”操作后方能完美使用。
      本节以Hypermesh 2020与Abaqus 6.14软件为例,展示“合并节点”操作。

Hypermesh 2020 软件操作:

首先,打开Hypermesh软件,在菜单栏点击“File” -> “Import” -> “Solver Deck”选项,在Import选项卡中,选择需要导入的文件路径后,点击“Import”导入有限元模型。

 

在下方选项界面,点击“Tool” -> “edges”,进入下一操作界面。

将选择范围改为“elems”,容差设置0.001,按住Shift用鼠标左键框选完整零件,点击“preview equiv”,重复节点高亮显示,点击“equivalence”合并节点。

完成节点合并操作后,在菜单栏点击“File” -> “Export” -> “Solver Deck”选项,在Export选项卡中,选择需要导出的文件路径后,点击“Export”即可导出有限元模型。如果需要导出其他有限元软件(例如ANSYS)的模型格式,可在“File type”中选择对应软件即可。

 

Abaqus 6.14 软件操作:

首先,打开Abaqus软件,在菜单栏点击“File” -> “Import” -> “Model”选项,选择并导入inp文件。

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将Abaqus模组切换到“Mesh”界面,将对象由“Assembly”切换为“Part”,点击“Edit mesh”按钮,进入编辑界面。

2

在编辑界面,在目录中点击“Node”切换选项卡,框选需要合并节点的零件,之后点击“Merge”按钮,在软件最下方将弹出“合并容差”,将容差设置为“1e-04”,点击键盘的“Enter”键。

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此时,待合并的节点将会被显示为紫色,同时软件下方提示是否需要合并节点,点击“Yes”,即可完成节点合并操作。

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6.6 生成模式的网格质量

螺栓精确有限元网格采用全八节点六面体单元,其最大的优势是在完美还原螺栓复杂轮廓的基础上,保证了极高的网格质量,使得有限元计算更加容易收敛。

下表展示了网格单元尺寸为55μm (网格密度较大)时的各类网格比例,优质网格的占比几乎全部高于80%,错误网格占比为0%。需要注意的是,该结果仅为网格密度较大时的数据,如果密度降低,优质网格的占比会更高。