Você pode aplicar uma carga axial ou uma combinação de torque e um fator de atrito para simular a condição de pré-tensão de um conector de parafuso. Você pode inserir os valores emPré-carregamento no Conector - Parafuso PropertyManager
Para estudos estáticos, as definições do conector de parafuso induzem duas execuções de análise sucessivas:
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Na execução da primeira análise, o programa aplica o valor de pré-carga definido pelo usuário para pré-tensionar os conectores de parafuso. Todos os outros tipos de cargas são suprimidos. Depois que a análise é concluída, o programa calcula a força de tração de cada parafuso, que é comparada ao valor de pré-carga definido pelo usuário.
- O programa calcula um novo valor de pré-carga ajustado com base na diferença entre a força de tração e o valor de pré-carga definido pelo usuário.
- O programa executada a análise mais uma vez com todas as cargas e o valor de pré-carga ajustado internamente para cada conector de parafuso.
A primeira execução de análise deve incluir todas as cargas presentes antes que os parafusos sejam apertados. Essas cargas normalmente incluem gravidade, mas também podem incluir todas as cargas que representam o estado de tensão quando os parafusos são apertados (forças, cargas térmicas, pré-cargas de mola etc.) Não é possível selecionar quais cargas incluir na primeira análise em que o programa calcula o novo valor de pré-carga ajustado. Na maioria dos casos, essa limitação não deve ter grande impacto na precisão dos resultados.
Se você usar parafusos simétricos, insira ½ ou 1/4 do valor total de pré-carga e ½ ou 1/4 da massa total do parafuso, conforme o tipo de simetria selecionado. Além disso, quando você lista forças de parafuso para parafusos simétricos após executar um estudo, os resultados são ½ ou 1/4 da força total.
Análise não linear
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Manter pré-tensão do parafuso está desmarcado
O comprimento do parafuso no estado de tensão zero L0 é determinado com base no comprimento do parafuso no início da análise Lst, que corresponde ao estado de geometria não deformada dos componentes acoplados por meio do conector. O comprimento do parafuso no estado de tensão zero é calculado a partir de:
L0 = Lst / (1+(P/A*E))
À medida que a análise não linear progride, o comprimento do parafuso Lstep em cada etapa da análise adapta-se à geometria deformada dos componentes unidos à medida que eles se deformam devido às cargas aplicadas. A tensão final do parafuso no término da análise não linear difere da tensão de pré-carga definida pelo usuário. A carga axial do parafuso em cada etapa de análise é calculada a partir de:
Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0
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Manter pré-tensão do parafuso está selecionado
Quando essa opção é selecionada, o programa primeiramente executa uma análise com P da pré-carga definida pelo usuário como condição inicial, sem cargas externas. A deformação das peças conectadas por parafuso é calculada e utilizada para determinar o comprimento do parafuso no estado de tensão zero L0. Podemos definir Lf como o comprimento deformado do parafuso, que corresponde ao assentamento das peças de conexão devido à pré-tensão. O comprimento do parafuso sob tensão zero é calculado a partir de:
L0= Lf / (1+(P/A*E))
Para a segunda etapa da análise, todas as cargas aplicadas são incluídas. A carga axial do parafuso em cada etapa de análise é calculada a partir de:
Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0
Durante a análise, se (a) Lstep <= L0 e o parafuso estiver solto e se (b) Lstep > L0, o parafuso está sob tensão e mantendo as peças juntas.
Notação:
- P: Pré-carga axial definida pelo usuário
- Pstep: Carga axial do parafuso na etapa de análise atual
- A: Área da seção do parafuso
- E: Módulo de elasticidade do material do parafuso
- L0: Comprimento original do parafuso no estado de tensão zero (a derivação varia dependendo do status da opção Manter pré-tensão do parafuso)
- Lst: Comprimento do parafuso no início da análise (corresponde ao estado de geometria não deformada dos componentes unidos pelo parafuso)
- Lf: Comprimento deformado do parafuso após o assentamento das peças de conexão devido à pré-tensão (Manter a pré-tensão do parafuso selecionada)
- Lstep: Comprimento deformado do parafuso na etapa de análise atual
Para que um conector de parafuso mantenha sua carga de pré-tensão e a convergência da solução de alcance, recomenda-se manter a relação do módulo de elasticidade dos componentes anexados, Ec, sobre o módulo de elasticidade do parafuso, Eb, como Ec / Eb > 0,5.