“螺栓连接结构有限元计算与分析技术”高级培训（8月线上）

模块

主要内容

螺栓连接结构

设计方法

1、概述

2、受拉螺栓连接结构的设计与计算方法

3、受剪螺栓连接结构的设计与计算方法

4、扭矩、剪力和轴力共同作用下螺栓连接的设计与计算方法

5、高强螺栓连接设计与计算方法

6、设计实例

示例-1：普通螺栓连接钢板梁腹板的设计

示例-2：两对接钢板的高强螺栓连接设计

螺栓连接结构有限元分析基础：接触处理与虚拟螺纹生成方法

1、概述

2、接触面与目标面

3、接触作用模式

4、接触算法

5、对称与非对称接触

6、修剪接触

7、接触探测

8、穿透容差和弹性滑移容差

9、约束类型

10、接触刚度

11、时间步控制

12、球形域

13、接触界面处理

14、接触面和目标面几何修正

15、初始接触状态调整

16、计算后接触状态的评估

17、摩擦接触

18、虚拟螺纹生成方法

19、接触关键设置总结

工程实例-1：螺栓预紧钢管的非线性接触分析

螺栓连接结构建模方法与有限元分析技巧

1、螺栓连接结构的建模方法

1.1真实建模

1.2无螺栓等效载荷法

1.3螺栓耦合模拟法

1.4螺栓混合建模法

1.5实体建模方法

2、螺栓预紧载荷

3、螺栓预紧单元

4、螺栓预紧力的施加方法

5、螺栓预紧力施加注意事项

6、螺栓后处理工具——Bolt Tool

工程实例-1：法兰螺栓连接结构的无螺栓、绑定接触分析计算实例

工程实例-2：法兰螺栓连接结构采用梁单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-3：法兰螺栓连接结构采用实体单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-4：法兰螺栓连接结构采用joint施加螺栓预紧载荷的分析方法

工程实例-5：法兰考虑螺纹细节的螺栓连接结构有限元计算

螺栓连接结构应力集中和应力奇异的处理方法

1、概述

2、应力集中和应力奇异的概念

3、应力集中的产生原因

4、应力奇异问题的产生原因

5、螺栓连接结构应力集中的处理方法

6、螺栓连接结构应力奇异的破解方法

工程实例-1：螺栓法兰连接管道的应力奇异分析

基于VDI 2230标准的螺栓连接结构强度校核与安全性评价方法

1、概述

2、VDI 2230标准螺栓设计思想

3、基于VDI 2230标准的螺栓强度分析方法

工程实例-1：动车组车钩联接螺栓强度分析

螺栓结构静力

非线性分析

1、材料本构模型

2、结构材料非线性

2.1屈服准则

2.2流动准则

3、几何非线性

4、非线性有限元控制方程

5、非线性有限元控制方程求解方法

6、载荷步/子步/平衡迭代步

7、收敛准则

8、Ansys WB非线性计算设置技巧

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的非线性（材料非线性、几何非线性和接触非线性）分析

螺栓连接结构的

蠕变分析

1、蠕变模型简介

2、蠕变曲线

3、显式蠕变与隐式蠕变

4、常用蠕变模型

工程实例-1：:U型夹紧支架的螺栓预紧蠕变松弛计算

螺栓法兰连接结构的螺栓预紧力设计与结构密封性能分析

1、衬垫基本知识 

2、垫片材料模型-Gasket模型

3、垫片几何模型的网格划分方法 

4、Gasket材料属性

5、基于欧盟EN13445标准的螺栓预紧力设计

6、基于EN13445标准的垫片密封性能评价方法

工程实例-1：PN2.5/DN300法兰连接结构密封性能的有限元评价

螺栓连接结构

温度场计算

1、概述

2、传热基本定律

2.1热传导

2.2热对流

2.3热辐射

3、热边界条件

4、温度场计算所需材料参数

5、稳态稳定场计算方法

6、瞬态温度场计算方法

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾温度场分析

螺栓连接结构

热应力计算

1、工程热应力计算原理

2、稳态热应力计算方法

3、稳态热应力计算的Ansys WB设置技巧

4、瞬态热应力计算方法

5、瞬态热应力计算的Ansys WB设置技巧

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾热应力分析

考虑螺栓预紧力的螺栓结构模态分析

1、模态分析简介

2、模态计算理论

3、固有频率与模态振型

4、参与系数，有效质量

5、模态提取方法

6、模态计算中接触设置

7、模态计算设置

8、有应力结构的模态分析方法

9、非线性模态及其求解方法（线性摄动法）

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的螺栓连接梁的模态分析

考虑螺栓预紧力的螺栓结构瞬态动力响应计算

1、概述

2、瞬态动力学计算方法

3、基于模态叠加法的瞬态动力学

4、响应谱方法

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的螺栓连接梁的动力响应分析

螺栓结构的疲劳计算

1、疲劳分类

2、S-N曲线

3、E-N曲线

4、疲劳分析计算流程

5、疲劳计算支持的接触、荷载和支撑类型

6、疲劳分析设置原理与方法

7、疲劳计算结果评估

工程实例-1：螺栓连接结构的疲劳分析

螺栓疲劳裂纹

扩展寿命计算

1、概述

2、ΔK-da/dN 曲线定义

3、疲劳裂纹扩展寿命预测模型

4、计算步骤

5、应力强度因子计算方法

6、疲劳裂纹扩展寿命分析流程

工程实例-1：M20螺栓裂纹扩展寿命计算

备注

1、 开课前老师会针对学员反馈的技术问题进行分析，对共性问题在课堂中老师会与学员共同分析探讨、个性问题将在课下单独交流。

2、 请学员准备好电脑，提前安装Ansys19.0和ncode19.0版本软件。