connector Abaqus中使用connector单元定义螺栓预紧力

螺栓连接常用的方法有实心螺栓连接和简化螺栓连接。由于实体螺栓连接需要定义接触，网格生成麻烦，在不考虑螺栓本身结构响应的情况下，可以采用简化的螺栓连接。在Abaqus中，螺栓载荷可以用来定义实心螺栓的预紧力。本文主要介绍连接器单元简化实心螺栓，用连接器力来定义螺栓的预紧力。

1)模型描述

模型由两块带孔的板组成，如图1-1，间距200，每块板长1000，宽1000，开口半径100。材料的弹性模量为2.06e5Mpa，泊松比为0.3，板厚为6。

图1-1模型示意图

2)连接器单元的定义

将Abaqus切换到交互模块，并使用连接器生成器创建连接器单元。在创建连接器单元之前，需要创建两个参考点来生成连接器特征线。

1)创建并生成两个参考点。根据两点的中点创建一个参考点，如图2-1所示。

图2-1创建两个基准

2)使用连接器生成器工具创建连接器单元

首先点击Connector Builder工具，根据提示选择刚刚创建的两个参考点，弹出如图2-2所示的窗口。然后，定义连接器单元的横截面，如图2-3所示。点击确定后，Abaqus会自动创建一个局部坐标系，其X方向与特征线平行，输出结果时会用到。

图2-2连接器构建工具

图2-3创建连接器部分

3)创建边界以及螺栓和板之间的关系

1)围绕板的固定和约束，如图3-1所示。

图3-1板周围的固定和约束

2)螺栓和板之间的连接如图3-2所示。

图3-2螺栓和板之间的耦合关系

4)定义螺栓预紧力

与螺栓载荷类似，使用连接器力需要两个分析步骤。

在第一个静态分析步骤中，定义了预紧力，预紧力为1000N，如图4-1所示。输入预紧力是正还是负与连接器单元两端的节点数有关，但需要保证箭头方向向内，如图4-2所示。

图4-1连接器单元定义预紧力

图4-2螺栓预紧方向

在第二个静态分析步骤中，固定连接器单元的位置，如图4-3所示。

图4-3第二分析步骤中固定连接器单元的长度

五)结果输出的定义

1)现场变量输出。输出整个模型的应力和位移以及连接器单元的合力和弯矩，如图5-1所示。

图5-1现场变量输出请求

2)历史变量输出。输出上板周围固定节点的反作用力RF3和连接器单元的轴向力CTF1，如图5-2所示。

图5-2历史变量输出

6)检查结果

1)由于位移，板向内凹陷，表明预紧力方向与预期一致，如图6-1所示。

图6-1位移和变形云图

2)连接器单元的轴向力。输出结果中的轴向力与输入预紧力1000相同，如图6-2所示。

图6-2连接器单元轴向力的输出结果

3)确认螺栓预紧力与支撑反力一致。

首先，根据历史输出，创建连接器单元的CTF1 XY数据和反作用力合力的XY数据，如图6-3所示。

图6-3创建连接器单元和反作用力合力的轴向输出结果

从下图可以看出，预紧力的大小与支撑反作用力的大小一致。