所属技术领域

（    4   ）1.高端装备制造  2.新材料  3.新一代信息技术  4.新能源及新能源汽车  5.现代农业  6.生物医药及健康  7.化工  8.食品加工  9.纺织服装  10.现代服务业  11.节能环保  12.其他

拥有自主知识

产权形式

（    2    ）1.PCT专利  2.发明专利  3.实用新型专利 4.植物新品种  5.国家新药   6.软件著作权   7. 集成电路布图设计专用权 

成果

负责人

姓 名

谷骁勇

联系电话

0375-2089073

邮箱

30010304@hncj.edu.cn

成果

简介

（主要技术特征和创新点，500——800字）

本发明要解决的技术问题是，将经验公式与有限元分析相结合以进行螺栓校核选型。建立一种螺栓的简化有限元模型，能够比较精确的模拟螺栓的连接刚度；然后通过极限工况的有限元分析求得螺栓所受的轴向和横向载荷；最后将有限元分析求得的螺栓载荷作为经验公式的输入，使用经验公式完成最终的螺栓校核选型。

本发明提供一种将经验公式和有限元分析相结合方法，包括的步骤有：

步骤一、建立结构的有限元模型，其中螺栓孔周围布置两圈节点，外圈的直径是螺栓公称直径的2.5倍。

步骤二、建立螺栓有限元简化模型，用弹性梁单元和刚性单元来模拟螺栓.

步骤三、设置螺杆梁单元属性，梁单元直径设置为螺栓公称直径的二倍。

步骤四、进行极限工况有限元强度分析，得到螺杆梁单元的横向和轴向载荷。

步骤五、根据步骤四得到的螺栓横向和轴向载荷，利用经验公式计算所需的螺栓保证载荷

步骤六、根据步骤五结果，判断螺栓选型是否满足要求，确定螺栓强度等级。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

如果直接采用有限元分析计算螺栓应力进行选型，采用3D精细螺栓模型则工作量和计算量太大，操作设置过于繁琐；采用简化模型则应力精度不足，难以保证选型正确。如果采用经验公式计算选型，因为缺少准确的螺栓载荷输入，只能大致估算载荷，选型结果通常过于保守。

本发明提出一种改进的螺栓简化建模方案，能够更准确的模拟螺栓连接刚度，有限元分析给出的螺栓横向和轴向载荷与实际接近。利用有限元分析得到螺栓载荷作为输入，再使用成熟可靠的经验公式进行校核选型，而不是直接使用有限元分析的得到的螺栓应力进行校核。充分利用了有限元法和经验公式各自的优点，提升了选型准确度。

基于本发明的上述技术方案，在车型开发的概念阶段即可完成螺栓的校核优化。仅靠有限元仿真和经验公式计算就能达到合理的选型精度，无需任何物理试验，从而节省了车型开发成本，缩短了研发周期。

项目成熟度

   较成熟

应用范围及应用前景

本发明提出一种螺栓选型方法,能够更准确的模拟螺栓连接刚度,有限元分析给出的螺栓横向和轴向载荷与实际接近。利用有限元分析得到螺栓载荷作为输入,再使用成熟可靠的经验公式进行校核选型,而不是直接使用有限元分析的得到的螺栓应力进行校核。充分利用了有限元法和经验公式各自的优点,提升了选型准确度。基于本发明的上述技术方案,在车型开发的概念阶段即可完成螺栓的校核优化。仅靠有限元仿真和经验公式计算就能达到合理的选型精度,无需任何物理试验,从而节省了车型开发成本,缩短了研发周期。

拟转化方式

（     4  ）1.自行转化   2.对外转让   3.许可他人使用    4.合作共同开发

5.作价投资   6.其他

转化所需条件（包括资金、场地、设备等）

  该发明专利需要利用abaqus有限元分析软件进行数值计算分析，分析过程需要用到大型服务器或计算机工作站。

成果证明材料（如专利证书、实物照片、视频等）

其他需要说明的内容

无