销钉接头 - 内部再现

SOLIDWORKS Simulation 在内部将销钉接头表示为具有指定轴向或旋转刚度的横梁。 横梁的每个端点位于连接的圆柱面(或壳体边线)的重心处。



对于刚性连接类型,刚性杆元件将横梁端点连接到圆柱面节点。连接到销钉接头的所有面在承载时都保持同轴并保持其原始形状。这些圆柱面可根据销钉接头的轴向刚度和旋转刚度特性,作为刚性实体彼此相对运动。由于刚性区域的引入,您可能会观察到销钉接头附近的应力热点区域。应力热点会随距离而逐渐减小,直至它们在距离圆柱面大约一个直径的区域才消失。

仅适用于线性静态算例,您可以为销钉接头选择分布式耦合公式。 分布耦合将所连接的圆柱面(耦合节点)的节点运动约束为平均意义上的横梁端点(参考节点)的平移和旋转。 分布式连接允许圆柱面的耦合节点相对移动。 分布式连接类型在销钉接头附近产生更真实的应力和位移场。

销钉的轴向刚度定义了连接到销钉的圆柱面(或圆形边线)之间的相对轴向运动。 销钉的旋转刚度定义了圆柱面(或圆形边线)之间的相对旋转运动。 对于连接两个以上圆柱面或边线的销钉,软件会根据每个销钉分段的几何特征(如横断面面积、惯性极矩和长度)重新分配轴向刚度和旋转刚度。 销钉分段连接两个连续的圆柱面,并具有两个端点。 每个销钉接点位于连接的圆柱面或圆形边线的重心处。

销钉接头力清单

解算器将计算每个销钉分段的两个端点处的接头力。
例如,在连接铰接板四个圆柱的单个销钉定义中,如下所示,解算器将按照从第一个到最后一个接点的顺序,计算并列出四个销钉接点处的销钉力。每个销钉接点位于连接到销钉的每个圆柱面的重心。

软件将在销钉局部坐标系中列出每个销钉接点的四种力。这将显示一个图像,其中包含销钉的横截面以及在接点处计算的销钉力。

  • FA = 销钉横截面的轴心力
  • FV = 销钉横截面的剪切力
  • Mb = 折弯动量
  • T = 力矩

正轴心力表示销钉分段处于张紧状态;负轴心力表示压缩。软件将作用于销钉分段的载荷和力矩报告为销钉接点处的销钉接头载荷。列出销钉接点处的接头载荷时,不考虑销钉分段的力矩负载平衡。

对于连续销钉分段共用的销钉接点,例如上图中的接点 2,解算器将计算公共接点左右两侧的两组销钉接头力。该图显示了销钉接头的横截面,其中两个销钉分段(蓝色)连接到三个圆柱面。


销钉接头半径 R 是连接到销钉的圆柱面或圆形边线的半径。单个销钉接头定义中的销钉分段可以具有不同的半径。

解算器计算公共接点左右两侧的 von Mises 应力。软件比较 von Mises 应力,并列出产生最高 von Mises 应力的一组销钉力(从左侧或右侧开始)。

一般平面应力情况下的 von Mises 应力计算公式为:

, , ,

对于销钉接头的通过/未通过安全检查,软件根据 von misses 应力标准选择具有最大组合载荷的销钉接点,以评估销钉的安全系数。请参见主题 SOLIDWORKS Simulation 帮助:销钉接头 - 安全检查