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COSMOSWo rks使装配体的 分析变得简单——接头处理 口So¨dWorks公司分析产品技术经理张俊 一、引言 自动计算螺栓预载。 接头是一种用来定义某个面与另一个面或与地 之间连接方式的装置。在很多实际设计中经常会遇到 接头，并且使用它可以简化建模的过程。在许多情况 下，专业的分析人员可以直接模拟所需的行为，而不 必生成详细的几何体或定义接触条件。但是，尽管他 们有专业的知识和经验，进行装配体的分析仍然非常 困难，并且需要消耗大量时间。例如模拟销钉连接， 专业的分析人员通常必须对穿过铰链圆筒的销钉进行 建模，并定义销钉和圆柱表面之间的缝隙接触，然后 才能开始真正的分析。他们需要有足够智能的软件为 创新是指采用工程化 他们完成其中最困难的部分，这正是COSHOSWorks和 的理念将专业分析人 COSHOSDeslgnSTAR所具备的，这两个程序中包含虚拟 员难于使用但必须用 的接头，使得包括销钉、弹簧、螺栓和螺钉装配体的 于装配体的各种接头 分析都变得非常轻松和快速。并且COSHOSWorks在精确 进行工程化分析。使 度上没有任何折扣，它提供简洁的用户界面，采用直接 普通设计人员也可以 简单的输入，将许多以前由分析人员执行的任务放到软 图1 进行复杂的装配体分 析。本文针对螺栓使 件中执行，从而得到全面、精确的结果。 COSHOSWorks以简单统一的界面来要求用户确定螺 栓连接方式、螺栓接触面、螺栓直径以及材料等项目， 用的基本概念、理论 二、螺栓接头概述 和使用技巧提出了详 利用这些信息，COSHOSWorks就可以计算并给出确定螺 以传统方式对螺栓和螺钉接头进行建模和分析可 栓大小所需的结果，并且所有这些输入都可以在一个对 细地论述。 以说非常困难，这是因为这种模拟必须考虑螺栓的预 话框中完成。在完成求解后，COSMOSWorks会提供以下 紧力和剪切力的影响。COSHOSWorks提供了可以处理此 结果：作用在该螺栓上的轴向力、剪切力以及扭矩。 类分析问题的虚拟螺栓接头，如图1所示。用户还可以 COSMOSWorks还可以模拟接地螺栓的特性。例如红 了解螺栓上的轴向反作用力和抗剪反作用力，以确定 绿灯柱上的螺栓的特性，在这种情况下，螺栓是嵌入 螺栓大小；还可以确定特定螺栓大小所产生的锁模力 到人行道的混凝土中的。对于接地螺栓，COSHOSWorks 以及拧紧扭矩是否足以克服外部载荷。COSHOSWorks还 使用虚拟壁选项模拟混凝土地面，因而减小了分析模 内置了分析智能，设计工程师只需定义几个必需的参 型的规模。 数，即可让程序执行复杂的计算。其中用户必须定义 的参数包括：与螺栓头接触的法兰面、螺栓杆、螺母 三、螺栓接头有限元的实现原理 (如果该接头为螺钉，则不需要螺母)、螺栓直径、 虚拟螺栓接头虽然不提供关于螺栓／螺母上的应 螺栓材料以及螺栓预载。如果用户给出螺栓拧紧扭矩 力分布的