為了便於機器的製造、安裝、維修等，螺紋連線被廣泛地使用，而且絕大多數螺紋連線在裝配時都必須擰緊，使連線在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加作用的力稱為

預緊力

。

下面就對一個螺栓連線件進行預應力的分析。在abaqus下進行靜力學分析求解，並將求解結果和理論計算結果進行對比。

連線件是M12*1。5的螺栓螺母，被連線件是兩塊鋼板，簡化後的模型如下圖所示。

圖1 幾何模型

一、理論分析求解

二、abaqus下分析求解

前處理

開啟abaqus軟體，設定好工作路徑並儲存後匯入幾何模型，定義材料為steel（楊氏模量2e11Pa，泊松比0。3），單元型別為8節點六面體線性單元，並完成屬性指派。

圖3 網格模型

求 解

1、求解設定：在step模組建立通用靜力分析步，其他選項保持預設。

2、連線關係設定：在interaction模組建立連線關係，對於螺栓頭與上面鋼板接觸區域建立繫結約束，螺母與下面鋼板的接觸區域也建立繫結約束（螺母與螺栓已在mesh模組作了共節點）；再建立兩個鋼板之間的摩擦接觸，摩擦係數為0。15。

3、邊界條件設定：鋼板長邊兩側面建立固定約束，對螺栓橫向切面施加螺栓預緊力1000N（注意需要對螺栓柱面進行切分便於施加螺栓預緊力）。

完成設定後在Job模組建立作業並提交求解，得到如下求解結果。

後處理

在Job模組單擊Results，進入後處理模組，得到的位移雲圖和應力雲圖如下。

圖4位移雲圖

圖5應力雲圖

三、結果對比

從應力雲圖中可以看到螺栓杆上的最大應力為15。78MPa，對比理論計算結果誤差為2。6%，一般模擬分析結果在10%的誤差以內都是滿足要求的。這裡只是對螺栓進行了一系列簡化後強度的校核，實際情況下螺栓還會受到剪下力、擠壓力、變載荷等複雜工況的影響，需要根據實際情況對螺栓連線件進行合理的簡化，對於重點關注區域單獨進行處理，以保證可靠的模擬結果。