螺栓强度校核总结

根据机械设计手册中螺栓强度的计算方法，螺栓的计算分为四种，即：

 (1) 受轴向载荷F的松螺栓连接； 

(2) 只受预紧力F'的紧螺栓连接； 

(3) 即受预紧力F'受轴向载荷F的紧螺栓连接； 

(4) 受横向载荷作用F0的铰制孔螺栓连接。 其中，螺栓的第三种受力情况在实际工况中是最为常见的。 

当应用Abaqus来进行螺栓连接的校核计算时，也需要严格按照螺栓相关的校核计算理论进行。可采用以下两种计算方式： 

(1) 采用实体单元建模，见下图。螺栓与连接板、连接板与连接板之间定义接触，并在螺栓中间加上预紧力。这样计算出来的结果一般来说比较准确，但建模复杂，计算量大，对于螺栓连接比较多的情况下并不太适合。

(2) 采用梁单元建模，见下图。梁单元的两端点分别于两端的连接板通过coupling进行连接，不需要定义接触。除非螺栓受力工况满足第一种或第四种受力情况，否则这样计算出来的Mises应力实际上并不是螺栓真正地应力。第一种受力情况，螺栓主要承受的是外部的轴向拉伸力；第四种受力情况，螺栓主要承受的是横向剪切力。这两种受力情况，螺栓都不需要承受预紧力，连接板的外力不是由连接板之间的摩擦力来克服的，而是由螺栓本身来克服。从原理上来讲，这与螺栓的第三种受力状态不吻合。 

尽管如此，这样的建模方式仍然可以间接地求出螺栓的第三种受力状态时的应力。虽然该建模方法得不到螺栓真正地应力状态，但可以正确求出螺栓受力的边界条件，即得出梁单元的轴向力和横向剪切力。得到得轴向力和横向剪切力后，就可以应用《机械设计手册》中的公式，计算出相应螺栓的应力。对于螺栓较多的情况，可以人工选择受力较大的螺栓进行单独校核，也可以通过python程序进行批处理计算。