紧固件

使用有限元方法模拟紧固件和焊接是一个值得商榷的步骤。

紧固件连接周围的细节是复杂的，并且通常表现出非线性。最好的方法是能够指明连接件的好和坏。使用当前的标准方法对紧固件性能进行“绝对”评估是极其困难的。下面章节将会讨论各种连接的建模方法。

点焊

点焊连接通常用于相对较薄的钣金件之间，比如用于车身设计的钣金件。使用刚体和共节点（对于很薄的零件）模拟点焊。必须小心保证每个刚体单元都垂直于它连接的面。请注意某些求解器中缺少“钻孔”自由度，将会允许焊接在结构的平面处旋转，导致矩阵奇异。自动消除奇异通常会忽略与刚体单元连接的节点，所以需要手工增加约束或在单元法向增加一个软的旋转弹簧。这种方法有时被认为是虚拟的“钻孔”刚度选项。

如果使用梁单元代替刚体单元，奇异将被发现并自动消除。使用梁单元模拟点焊的第二个好处是能够轻松恢复焊接中的力。只要长度不为零，一个直径近似为点焊尺寸且材料属性相同的圆形梁就行。下图说明了一种典型模拟点焊的形式。

在两个焊点之间，至少要空开一个节点，以保证被焊接件之间的相对运动。如果相邻的点焊之间没有自由度，那么实际上这就是一个连续的缝焊。可以把从这种模型中提取的力与类似的焊接实验数据进行比较，以决定焊接的数量和位置是否合适。

角焊缝

角焊缝通常发生在大尺寸的板或冲压件之间。如果零件是用壳单元建模的，那这种焊接就可以通过连接壳单元高效地建模。请注意避免过分的长宽比。应力结果不会很准确，但是可以给出一个相对的名义值。

非常规几何形状的焊接太复杂而不能使用有限元方法模拟。可以把名义值与试验结果进行对标，或者使用材料缺口敏感度表格按比例增加。下图显示这种建模方法。

使用类似点焊的刚性单元模拟角缝焊也是常见的。

铆钉和螺栓

为了使用线性算法模拟铆钉或者螺栓，我们必须假设连接面之间不会相互滑动或一直都可以相互滑动。大部分情况是假设头部不会滑动，但是连接面的接触面允许滑动。这个假设要求紧固件承载连接面之间所有的剪切载荷（保守的假设），并且连接处没有撬力（通常是非保守假设）。连接最好设计成在最大载荷下没有滑动。这个可以这样来检查，查看剪切力的合力，并把它与打算安装的拉力乘以一个保守的（较低的）摩擦系数相比较。这些方法需要应用基本的工程准则，并且答案不会由有限元方法给出。

预载荷连接

为了较好地模拟连接中的预载荷，必须要考虑紧固件轴向的刚度。通常这需要至少在连接区域使用细化的体网格建模。紧固件仍然可以使用梁单元建模，或者也可以使用体单元表达。然后预载荷可以通过紧固件热收缩施加，或者在紧固件上施加大小相等方向相反的力。在初次运行以决定紧固件的刚度比例之后，热或反力需要被调整以取得想要的预载荷。通常这些细节不是必须的，因为在螺栓紧固和承载时的滑动，以及撬力通常是忽略不计的。如果需要研究连接的细节，可能需要使用非线性算法。现在的求解器允许自动施加力或强制位移作为预载荷。