本文關(guān)鍵詞：螺栓法蘭連接的數(shù)值模擬及接觸收斂分析

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【摘要】：螺栓法蘭連接的數(shù)值模擬過程中涉及許多接觸對,在處理接觸問題時,收斂困難這一問題普遍存在。以使用ANSYS Workbench對齒輪壓縮機法蘭連接的有限元分析為例,詳細分析了影響計算收斂性的主要因素:接觸對的建立、接觸類型和接觸算法的選取,以及罰剛度大小。在模擬過程中,用非對稱綁定接觸模擬螺母與螺栓的連接,非對稱摩擦接觸模擬螺母與法蘭,以及法蘭之間的連接,線性施加預(yù)緊力的方式來模擬螺栓擰緊。在數(shù)值計算過程中,綁定接觸采用罰函數(shù)法,摩擦接觸采用增廣拉格朗日乘子法。初次計算采用一個較小的罰剛度系數(shù),然后根據(jù)計算過程中接觸迭代計算和N-R殘差檢查情況,逐步增大罰剛度系數(shù)直至得到收斂的計算結(jié)果。計算結(jié)果收斂性好,接觸面摩擦應(yīng)力分布符合壓應(yīng)力分布規(guī)律且僅有少量的滑移,滿足工程使用要求。為其他類型接觸問題的分析過程中解決收斂困難的問題提供了參考。
【作者單位】： 昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院;西門子中國研究院;
【關(guān)鍵詞】： 螺栓連接 法蘭 有限元法 接觸剛度 收斂性 ANSYS Workbench
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(11262007;11572142)~~
【分類號】：TH131.3
【正文快照】： 2.西門子中國研究院,北京100102)結(jié)構(gòu)非線性問題分為幾何非線性問題、材料非線性問題、狀態(tài)非線性問題[1]。接觸問題是典型的狀態(tài)非線性問題,即接觸區(qū)域的大小和位置未知,同時,隨著接觸狀態(tài)的改變,接觸表面的法向和切向剛度也發(fā)生改變。另外,接觸問題很多時候伴隨有由大變形引

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