螺栓预紧力

在利用ABAQUS进行结构强度分析时，通常要考虑螺栓预紧力的影响。除了直接在Load模块下定义BoltLoad外，还可以通过定义过盈接触来模拟螺栓预紧力，下面通过一个简单实例进行介绍。

1. 模型描述

如图1所示，底座和盖板通过螺钉连接在一起，底座固定。螺钉本身有15000N的预紧力，盖板的端面受到斜向的面载荷P=10MPa。各部件的材料特性为弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比μ=0.3。各接触面之间的摩擦系数为0.15。

图1螺钉连接模型

2. 边界条件

对底座下表面定义固定约束；

为防止在接触完全建立之前，盖板发生刚体位移，对盖板的定义临时的固定边界。

3. 绑定和接触

在螺钉和底座之间建立绑定约束；

分别在盖板和螺钉间、盖板与底座间定义接触。为了模拟螺钉预紧力，在螺钉与盖板之间定义过盈接触，设置预估过盈量-0.05，并指定幅值曲线。

4. 载荷

对盖板端面施加斜向载荷。

5. 输出设置

为了选取合适的过盈量来模拟预紧力，需输出接触力并写入dat文件。

6. 求解及后处理

将上述模型进行求解，并查看dat文件，可以看到相应的接触力数值。

过盈量-0.05

7. 过盈量调整

根据上面的接触力和相应的过盈量，对过盈量进行调整，以模拟正确的预紧力。根据下面公式得到调整后的过盈量应为-0.0154。

其中，v和f为调整后的过盈量和接触力，v0和f0为原始过盈量和接触力。

8. 求解及后处理

对调整后的模型进行求解，可得到接触力为7418，与正确的预紧力7500很接近。

通过上面的实例可以看到，通过设置过盈接触模拟螺栓预紧力也是一种可行的方法，而且结果与实际情况基本一致。

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