模块

主要内容

螺栓、焊接连接结构

与过盈装配结构的

建模方法

1、螺栓连接结构的建模方法

1.1真实建模                      

1.2无螺栓等效载荷法

1.3螺栓耦合模拟法                

1.4螺栓混合建模法

1.5考虑螺纹细节参数的螺栓连接结构建模方法

1.5.1螺栓常用几何参数             

1.5.2模型要求

1.5.3螺纹的创建方法

2、焊接连接结构的建模方法

2.1点焊结构建模方法

2.1.1梁-壳单元法                  

2.1.2实体单元法

2.2焊缝连接结构的建模方法

3、过盈装配结构的建模方法

工程范例-1：螺栓连接结构建模实例

①真实建模实例                   

②螺栓耦合建模实例

③考虑螺纹的ansys螺栓精细化建模实例

工程范例-2：点焊结构建模实例            

工程范例-3：焊缝连接结构建模实例

工程范例-4：过盈装配结构的建模实例

螺栓、焊接连接结构与过盈装配结构分析

基础—接触处理方法

1、接触算法                          

2、接触刚度

3、穿透容差                          

4、接触作用模式

5、Pinball区域                       

6、初始接触状态调整

7、摩擦接触

工程范例-1：螺栓预紧非线性接触分析      

工程范例-2：过盈配合轮轴有限元计算

螺栓结构强度校核与

安全性评价方法

1、螺栓预紧载荷

2、普通螺栓连接的设计与计算（受拉、受剪及扭矩、剪力和轴力共同作用）

3、高强螺栓连接设计与计算

4、螺栓后处理工具——Bolt Tool

5、无螺栓采用绑定接触模拟螺栓连接结构的分析方法

6、采用梁单元模拟螺栓进行螺栓连接结构的分析方法

7、采用实体单元模拟螺栓进行螺栓连接结构的分析方法

8、采用joint施加螺栓预紧载荷模拟螺栓连接结构的分析方法

工程范例-1：螺栓连接结构的无螺栓、绑定接触分析计算实例

工程范例-2：螺栓连接结构采用梁单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程范例-3：螺栓连接结构采用实体单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程范例-4：螺栓连接结构采用joint施加螺栓预紧载荷的分析方法

工程范例-5：考虑螺纹细节的螺栓连接结构有限元计算

焊接结构强度校核与

安全性评价方法

1、概述                             

2、点焊连接

3、焊缝连接                         

4、对焊焊缝的构造、设计与计算

5、角焊缝的构造、设计与计算         

6、点焊结构失效模拟

工程范例-1：点焊连接结构有限元计算         

工程范例-2：焊缝连接结构有限元计算

工程范例-3：点焊结构失效计算

过盈配合结构

有限元计算

1、过盈配合工艺                      

2、过盈配合计算公式

3、基于有限元方法过盈配合计算原理

4、过盈配合计算中主要参数及其关系

工程范例-1：结构冷装配过盈配合模拟        

工程范例-2：结构热装配过盈配合模拟

工程范例-3：工程压入法过盈装配模拟

螺栓、焊接连接结构

与过盈装配结构

非线性分析

1、 材料本构模型

2、结构材料非线性

2.1屈服准则                        

2.2流动准则

3、几何非线性 

4、非线性有限元控制方程            

5、非线性有限元控制方程求解方法

6、载荷步/子步/平衡迭代步          

7、收敛准则

8、ANSYS WB非线性计算设置技巧

工程范例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的弹塑性分析

工程范例-2：点焊结构弹塑性分析

工程范例-3：橡胶过盈安装的装配应力分析

螺栓连接结构的

蠕变分析

1、蠕变模型简介                    

2、蠕变曲线

3、显式蠕变与隐式蠕变              

4、常用蠕变模型

工程范例-1：U型夹紧支架的螺栓预紧蠕变松弛计算

考虑衬垫的螺栓连接

结构计算

1、衬垫基本知识                    

2、垫片材料模型-Gasket模型

3、垫片几何模型的网格划分方法      

4、材料属性

5、垫片结果

工程范例-1：含垫片的法兰螺栓连接结构的有限元计算

螺栓与焊接连接结构

热应力计算

1、工程热应力计算原理              

2、稳态热应力计算方法

3、稳态热应力计算的ANSYS WB设置技巧

4、瞬态热应力计算方法

5、瞬态热应力计算的ANSYS WB设置技巧

6、焊接结构热应力计算方法

7、移动热源的模拟方法              

8、焊接结构残余应力与残余应变

工程范例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾分析

工程范例-2：激光焊接钢板的温度场与热应力计算

工程范例-3：焊接结构的残余应力计算

螺栓、焊接连接结构

与过盈装配结构的

疲劳计算

1、疲劳分类                        

2、S-N曲线

3、E-N曲线                        

4、疲劳分析计算流程

5、疲劳计算支持的接触、荷载和支撑类型

6、疲劳分析设置原理与方法          

7、疲劳计算结果评估

工程范例-1：螺栓连接结构的疲劳分析

工程范例-2：点焊连接金属板的疲劳计算         

工程范例-3：过盈配合转子的疲劳计算

螺栓、焊接连接结构与过盈装配结构模态分析

1、 模态分析简介                     

2、模态计算理论

3、固有频率与模态振型                

4、参与系数，有效质量

5、 模态提取方法                      

6、模态计算中接触设置

7、 模态计算设置                      

8、有应力结构的模态分析方法

9、 非线性模态及其求解方法（线性摄动法）

10、湿模态理论及其求解方法

工程范例-1：考虑螺栓预紧力的结构模态分析

工程范例-2：焊接L型钢结构的模态分析

工程范例-3：过盈配合转子的模态与临界转速分析

螺栓、焊接连接结构    与过盈装配结构

瞬态动力响应计算

1、 瞬态动力学简介                   

2、瞬态动力学理论

3、积分时间步长选取准则              

4、完全法的基本设置

5、 完全法的初始条件                  

6、完全法的支持的载荷和支撑条件

7、基于模态叠加法的瞬态动力学

工程范例-1：螺栓结构的瞬态动力响应计算   

工程范例-2：焊接连接结构的冲击计算

工程范例-3：过盈配合转子系统在脉冲叠加载荷作用下的瞬态响应计算

螺栓、焊接连接结构与过盈装配结构优化设计

1、结构优化设计简介                  

2、优化设计中常用术语

3、结构优化方法与计算设置原理

工程范例-1：螺栓连接结构的轻量化设计

工程范例-2：焊缝连接结构的动力参数优化设计

工程范例-3：过盈配合结构最优过盈量的确定

备注

1、开课前老师会针对学员反馈的技术问题进行分析，对共性问题在课堂中老师会与学员共同分析探讨、个性问题将在课下单独交流。

       2、请学员自带笔记本电脑，安装ANSYS19.0软件