螺栓法兰连接的数值模拟及接触收敛分析

• 作者: 李伟 杨长生 段瑞春 郭然
• 来源期刊: 重庆大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 螺栓连接 法兰 有限元法 接触刚度 收敛性 ANSYS Workbench
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 页码范围: 10-16
• 分类号: TB125
• 语种: 中文
• DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2016.05.002

摘要

螺栓法兰连接的数值模拟过程中涉及许多接触对,在处理接触问题时,收敛困难这一问题普遍存在.以使用ANSYS Workbench对齿轮压缩机法兰连接的有限元分析为例,详细分析了影响计算收敛性的主要因素:接触对的建立、接触类型和接触算法的选取,以及罚刚度大小.在模拟过程中,用非对称绑定接触模拟螺母与螺栓的连接,非对称摩擦接触模拟螺母与法兰,以及法兰之间的连接,线性施加预紧力的方式来模拟螺栓拧紧.在数值计算过程中,绑定接触采用罚函数法,摩擦接触采用增广拉格朗日乘子法.初次计算采用一个较小的罚刚度系数,然后根据计算过程中接触迭代计算和N-R残差检查情况,逐步增大罚刚度系数直至得到收敛的计算结果.计算结果收敛性好,接触面摩擦应力分布符合压应力分布规律且仅有少量的滑移,满足工程使用要求.为其他类型接触问题的分析过程中解决收敛困难的问题提供了参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭然	昆明理工大学建筑工程学院	19	24	2.0	4.0
2	李伟	昆明理工大学建筑工程学院	72	343	10.0	16.0
3	段瑞春		1	6	1.0	1.0
4	杨长生		1	6	1.0	1.0