連接器 - 螺栓

螺栓 可以連接兩個零組件、多個零組件,或是將零組件與地面連接。 您可以定義穿過實體、薄殼與鈑金本體混合堆疊的螺栓。 您也可以選擇相同零組件的圖元來定義螺栓。

範例

類型

     
標準或有螺帽的柱孔

螺栓頭端鑽孔的環狀邊線 及螺栓螺帽鑽孔的環狀邊線

選擇一邊線以分別定義螺栓頭及螺栓螺帽的位置。

相同的頭端及螺帽直徑

如果螺栓頭及螺帽有相同的直徑則請選擇。 

頭端直徑 與螺帽直徑

分別設定螺栓頭及螺栓螺帽的直徑單位及值。根據預設,程式會以栓身直徑乘以1.5 的係數來獲得頭端直徑。

名義栓身直徑

設定栓身的單位及直徑的值。

有螺帽的錐孔

圓錐面

選擇一圓錐面來定義螺栓頭。

螺栓頭端鑽孔的環狀邊線

請參閱先前的描述。

螺帽直徑 與名義栓身直徑

請參閱先前的描述。根據預設,程式會以栓身直徑乘以1.5 的係數來獲得螺帽直徑。

標準或柱孔螺釘

螺栓頭端鑽孔的環狀邊線

請參閱先前的描述。

螺紋面

選擇零組件上與螺紋相接觸的孔面。

頭端直徑 與名義栓身直徑

請參閱先前的描述。根據預設,程式會以栓身直徑乘以1.5 的係數來獲得頭端直徑。

錐孔螺釘

圓錐面

請參閱先前的描述。

螺紋面

請參閱先前的描述。

名義栓身直徑

請參閱先前的描述。

基礎螺栓

螺栓頭端鑽孔的環狀邊線

請參閱先前的描述。

目標基準面

選擇一平面以塑建虛擬牆壁。您必須定義虛擬牆壁的接觸條件來避免貫穿至基座。

螺帽直徑 與名義栓身直徑

請參閱先前的描述。根據預設,程式會以栓身直徑乘以1.5 的係數來獲得螺帽直徑。

名義栓身直徑 的數值應等於或小於螺紋面的直徑。

連接類型

分散

分佈式連接會讓連接至螺栓連接器的面變形,以便更真實地表示連接器行為。 分佈式連接可在螺栓頭及螺栓螺帽接觸區域產生更逼真的應力和位移場。

另請參閱主題螺栓的分佈式耦合

分佈式耦合僅適用於線性靜態研究。
剛性 剛性連接會套用剛性條棒元素,以將螺栓頭及螺栓螺帽壓印區域與代表螺栓栓身的橫樑元素連接。 剛性連接會在連接零組件的頭部和螺帽區域內產生應力熱點區域,因為剛性條棒會產生高勁度。

材料

Simulation 依預設會從 SOLIDWORKS 材質資料庫中選擇合金鋼作為螺栓材質。
  Custom 定義您自己的材料屬性。 設定單位 楊式係數 Poisson 比 熱膨脹係數
不支援已指定給螺栓之材料的溫度相依材料屬性。 螺栓僅支援恆定材料屬性。
  資料庫 按一下選擇材料可開啟「材料」對話方塊。
程式不會與所選的資料庫保持連結狀態。 如果您編輯資料庫,不會為螺栓反映變更。
  包括質量 包括在分析中螺栓的質量

強度資料

  已知拉伸應力區域 如果已知拉伸應力區域 (螺栓的螺紋區段之最小區域),請選擇此選項。
  計算拉伸應力區域
選擇此選項讓程式計算螺栓的拉伸應力區域。
At = 0.7854 * [Dn- (0.9382 / n)] ^2 Dn = 名義栓身直徑
At = 拉伸應力區域 p = 螺紋節距
  n = 1/p = 螺紋數或 TPI(螺紋/mm 或螺紋/in)

拉伸應力區域

設定螺栓的已知拉伸應力區域。

螺紋數量

輸入沿扣件長度測量的英吋或釐米單位的螺紋數。

螺栓強度

設定螺栓材料的強度及其單位。

螺栓有三種常用的強度參數可用來估計螺栓破壞。 降伏強度、最大強度與保證強度 (降伏強度的 90%)。 螺栓材料或等級的降伏強度是最常用的參數,不過使用者應選擇最符合用途的適當強度值。

安全係數

設定安全係數以衡量螺栓是否通過設計檢查。當螺栓的組合負載超過 1/安全係數的比例時,則螺栓設計失敗。

  包括質量 包括在分析中螺栓的質量

預載

如果栓身的半徑等於至少任一個零組件的圓柱面半徑則請選取。設為緊靠密合的圓柱面被視為剛性,且與為剛性體與栓身一起變形。

單位(U)  
已知螺栓上的軸負載時選取此選項。
扭矩 已知鎖緊螺栓所需的扭矩時選取此選項。
摩擦係數(K)
程式利用此係數而依據已知的扭矩來計算軸力。
如為具有螺帽的螺栓,扭矩係施加於螺帽上 F = T/(K*D)
如為沒有螺帽的螺栓,扭矩係施加於螺栓頭上 F = T/(K*D*1.2)
其中 F = 螺栓中的軸力,T = 施加的扭矩,K = 摩擦係數,D = 栓身的主要直徑。

進階選項

  連續螺栓 選擇來將多於兩個零組件用螺栓栓在一起。 如為非線性研究,您可以螺接兩個以上的實體零組件。

從中間零組件選擇實體本體的圓柱面或薄殼曲面的環狀邊線。如為非線性研究,請從實體本體上選擇圓柱面。

形成連續螺栓的零組件的圓柱面應為同軸。 在參考軸未對正的情況下,最大公差是所選圓柱面最小半徑的 10%。
  對稱的螺栓 對擁有對稱邊界條件的模型使用對稱螺栓,且其中一個或兩個對稱平面以完整剖面切穿一個螺栓。

參考幾何 對於 1/2 對稱的螺栓,選擇對稱的基準面或平坦面。

若您使用對稱螺栓,預載數值請輸入完整剖面螺栓的總預載數值;至於螺栓質量數值,請根據所選的對稱類型,輸入完整剖面螺栓質量的 1/2 或 1/4。 對稱螺栓的計算結果,例如剪力、軸力、彎矩和扭矩,等於具有完整剖面螺栓的完整模型之計算結果的 1/2 或 1/4。
請注意,當您查詢與對稱螺栓的對稱平面垂直的反作用力時,結果可能是錯誤的。 具有對稱螺栓的模型的反作用力,可能會在使用具有完整剖面螺栓的整個模型執行模擬時被抵銷。
緊靠密合

設為緊靠密合的圓柱面被視為剛性,且作為剛性體與螺栓栓身一起變形。 如果螺栓栓身的半徑等於至少任一個零組件的圓柱面半徑時,應選擇緊靠密合

栓身接觸面

選擇與螺栓栓身接觸的一或多個圓柱面。 如果從同一個零組件上選擇多面,這些面必須具有相同的軸和半徑。

符號設定

  編輯色彩 選擇符號的色彩。
符號大小 設定符號的大小。
  顯示預覽(P) 在圖面區域中切換顯示/隱藏螺栓。

注意

  • 適用於靜態及非線性的研究。 不適用於複材薄殼。
  • 螺栓連接器公式是複雜非線性行為的估計。當螺栓是在張力之下時,會提供正確的結果。在螺栓是於壓縮負載的負載方案中,螺栓連接器的軸力可能會不正確。在此種情況下,在預載螺栓力上的下降可能會導致的螺栓的「鬆動」,及螺栓與零組件間接觸的鬆動。在 Simulation 中此行為無法被螺栓連接器公式所找出。對於這些狀況,請建構實際的螺栓,並在螺栓與零組件間定義無貫穿的接觸組。
  • 您可能需要定義一接觸條件以避免所示的干涉:
    定義這兩個面之間的接觸條件。您可以定義整體、零組件或局部接觸。 如果面與面之間一開始並未接觸,且在負載過程中不會相互接觸,則無需定義接觸條件。
  • 在靜態研究中對於兩個薄殼曲面之間的無貫穿接觸,有對應的選項可讓您將薄殼厚度納入考量。
  • 連續鑽孔
    • 當您將螺栓加入至連續鑽孔的一個孔中時,軟體可讓螺栓衍生傳遞至連續鑽孔中的其他孔上:
    • 軟體會根據在單獨的資料夾中的連續鑽孔來分組連接器。
    • 對群組中任一螺栓的編輯皆會套用至系列中的所有連接器中。
    • 您可以解散該連續螺栓,並且斷開連結以允許編輯其各自特徵。於包含連續螺栓的資料夾上按右鍵,然後選擇解散連續螺栓
    • 您可在解散後再回復連續連接器。 於包含連續螺栓的資料夾上按右鍵,然後選擇重新建立連續螺栓