基于Simulation的螺栓分析与选择

分析模型的建立

    本文中我们为了使文章更具有说服力，具有生动性，在分析的模型上我们选择了Solidworks软件自带的一个装配体文件，它是一个篮球框。之所以选择这个模型，是因为他更贴近于我们的生活，更能说明我们要讲的问题。模型图片如下图所示

初始设计分析
    
    篮球是一项经典的体育运动，球员在打球当中会有扣篮的现象，篮框所受的力主要来自运动员的体重。当然，篮框通常是通过四个螺栓螺母连接在固定板上，螺栓的安全性是必须考虑的。

    假如运动员平均体重120KG，篮框受力F=1200N，初步设计螺栓为M10，安全系数为2。预紧力F=8000N，分析的螺栓材料选用Q235。分析算例中，螺栓接头定义如下图所示

    通过正确的输入，我们可以从分析结果得到较为准确的信息。将篮框所受的力正确加载到篮框后，划分网格，运行分析。如下图所示。

    通过上图分析我们发现，四个螺栓部位均显示为红色,这说明,在这样的载荷下,螺栓连接部位是不安全的,不能通过设计验收的.这时,我们需要对设计进行适当的更改.

优化后的分析

    在前面的分析中，M10的螺栓是不能满足设计要求，根据机械设计手册与前面的分析结果,我们将篮框上的螺栓孔径增加,以适合安装M16的螺栓，并同时更改分析算例中螺栓接头中的参数，如下图所示

    在对各参数进行相应的修改后，运行分析，得出如下结果的图。

    上述两图中，第一张是螺栓检察图解，它显示是结果是安全的，是符合设计要求的。第二张图反应了各个螺栓的受力情况，结果显示，轴心力与预紧力相接近。这样，利用Simulation方便的对螺栓进行分析选择就介绍到这里。

    小结：利用有限元分析软件来对螺栓进行分析并优化，是一种偿试但这也慢慢的会成为一种趋势，将设计人员从复杂的计算中解脱出来，并能够更合理的选择螺栓，可以进一步提高工作效率。

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