螺栓连接和孔约束

Inspire 能够约束螺栓连接和圆柱孔固定约束中的载荷,以改善结构中的载荷分布情况。

均匀限制结构中所有螺栓(带螺母)、螺栓、圆柱孔固定约束和其他连接所受的最大力或使该力实现均匀分布是优秀设计的共同目标。如果结构的形状或载荷变得复杂,那么就很难实现这一目标。一种方法是使用拓扑优化对直接载荷路径上的材料进行重新分配,以便未充分利用的螺栓连接能够承受更多已施加的载荷。这可以通过在“属性编辑器”中设置优化属性来完成。



图 1. 优化属性

优化属性

以下是一个含有螺栓连接优化属性和采用这些属性的对象类型的列表(已在括号内注明)。按 F3 打开“属性编辑器”。

“启用”(螺栓连接、圆柱孔固定约束)
选择启用所选螺栓连接或圆柱孔固定约束的优化作业。
“自动计算允许的力”(螺栓连接、圆柱孔固定约束)
取消选定该值,即可手动输入允许的轴向力和剪切力。
“允许的轴向力”(螺栓连接、圆柱孔固定约束)

基于屈服应力和孔的区域,Inspire 会自动确定螺栓连接或圆柱孔固定约束所允许的最大应力。取消确定自动计算允许的力,即可手动输入允许的轴向力。

“允许的剪切力”(螺栓连接、圆柱孔固定约束)

Inspire 会自动确定螺栓连接或圆柱孔固定约束所允许的最大力。取消选择自动计算允许的力,即可手动输入“允许的剪切力”。

提示:
  • 在许多结构中,载荷分配并不均匀,几何体也常常不对称。这会导致螺栓连接和连接点所承受的力出现较大变化。
  • 更改结构的拓扑将会导致每个螺栓连接所受的载荷量发生变化。
  • 通过限制一个螺栓连接或一组螺栓连接所受的最大载荷,Inspire 生成的拓扑能够更加均匀地分配合力,并降低最大应力,帮助保持螺栓的拧紧状态。