Optistruct实例轴承支座螺栓预紧分析

本节通过螺栓预紧的轴承支座演示螺栓预紧功能，及如何对预紧后的结构进行后续分析。模型如图199所示。模型中的螺栓采用了两种建模方式，其中一个螺栓为BEAM 单元，通过 RBE2 与实体单元连接，另外两个为全实体单元建模。在前两个载荷步中约束轴承支座及螺栓下半部分。在第一个载荷工况中对三个螺栓施加预紧力;第二个载荷步继承第一个载荷步，在轴承上表面及轴承翼面上施加压力载荷，进行准静态分析;第三个载荷步引用第二个载荷步的刚度，在轴承的上表面施加随颗率变化的载荷，约東螺栓下半部分，进行频响分析。基础模型中已经提供相应的边界条件定义、载荷、材料及属性，此处需要定义螺栓预紧及非线性工况。

图19-9 轴承支座模型示意图

模型设置

Step01在HyperMesh中导人PRELOAD_NLSTAT_MFRF_base. fem 模型。

Step 02在 tool菜单中打开 Pretension Manager 对话框，以创建螺栓预紧。单击 Add 1D Bolts 按钮，选择 BEAM单元，设置载荷类型为Force，创建新的载荷集，设置预紧力为3500，单击Apply按钮，如图19-10所示。1D螺栓预紧创建完成。

图19-10 1D单元预紧螺栓创建

Step 03 继续单击 Add 3D Bolts按钮，选择已经创建好的螺栓中间位置截面 PT_SURF_1，设置载荷类型为Force，选择上一步已经创建的载荷集，设置预紧力为3500，如图19-11所示，单击 Ap-ply按钮，完成3D螺栓预紧力施加。用同样的操作完成对截面为PTSURF2的另一个螺栓的预紧力施加。

图19-113D单元预紧螺栓创建

Siep 04在 Analysis->loadsteps面板创建螺栓预紧工况，用PRETENSION 字段引用之前创建的螺栓预紧载荷集，如图19-12所示。

图19-12 预紧工况创建

Step 05 继续创建施加压力的工况，该工况继承第一个载荷工况。SPC选择载荷集1，LOAD选择载荷集2，NLPARM选择载荷集3，STATSUB(PRETENS)选择第一个工况，同时激活连续载荷步分析，如图 19-13 所示。

图19-13压力连续工况创建

Step 06 继续创建基于模态法的频响分析步。选择约束集合103，约束螺栓下半部分;选择FREOi卡片相关载荷集98，该卡片包含频响分析的频率范围;选择EIGRA卡片相关载荷集99，该卡片包含固有频率提取范围;选择频率相关载荷集104。通过STATSUB(PRELOAD)引用第二个工况，采用第二个工况的刚度进行频响分析，如图19-14 所示。

图19-14 频响分析工况创建

Step 07在 Analysis->Optistruct 面板保存模型并提交计算。

Step 08删除前两个载荷步，只保留第三个载荷步，重新提交计算。

1) 在HperView中打开结果宴件，香看第一步螺栓紧结果，可以看到预紧后螺徐上及螺徐附近支康上山理较大唐力，如图10-15所示，螺栓紧成功。

2）查看第二个载荷业的初始时刻应力，同第一个载荷生线了时刻相电，螺栓预紧力保持不变，表明螺栓预紧已成功继承。在第三个载蒲步的终了时刻可以看到，施加载薪的相关区域应力较大，支座底部在外载作用下电产生了较大的疲力，如图19-16所示。

3）

图19-16 第二个王况10及2.0时刻的应力云图

3）查看第三个载荷步结果，显示未变形时刻的特征线，比较考虑预紧力作用与不考虑预紧力作用两种情况下结构在300目的响应。没有预紧为作用时，螺与支座之间脱离;有预紧力作用时，螺栓与支摩结合紧密，螺栓预紫已经显著改变了频响分析的结构响应，如图19-17所示。

图19-17 考紧与不考虑预紧的响分析结果比较

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。