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1、HA3.5螺钉数值模拟总结实验步骤：1、UG造型，根据图纸绘制，在五个螺纹处划分平面以方便后面加载。导出parasolid格式， 导入ANSYS Workbench中分析。2、定义材料本构关系。Projectmodelgeometrysolid，在列表中选 material/import,导入 Titanium Alloy; edit Titanium Alloy, 在 structural 右边点 Add/remove properties,出现对话 框，structuralnonlinearplasticitymultilinear isotropic hardening，编辑应力-应变曲
2、线， 输入数值如下：其中最后一行为延伸出来的，实际上并没有这一段。应变 应力000.0056.40E+080.0078.00E+080.019.25E+080.0151.01E+090.0251.07E+090.1251.32E+093、划分网格。Methods可选自由或三角型，size输入0.0005或默认均可，然后划分网格。4、加载。点菜单 New Analysisstatic structural,选 Supportsfixed support 和 remote displacement.按照实验要求，只露出五个螺纹，其余螺纹为固定约束，fixed support约束 后部螺纹。实验时是
3、以转速控制的，每隔5转角计算一次。remote displacement，绕x 轴转动，rotation X 选 add to engineering data, edit rotation .vs. time,进入编辑界面，输入 数值如下表：时间 转角052.00E-0254.00E-02106.00E-02158.00E-02200.1250.2500.3750.41000.51250.61500.71750.82000.92255、计算。为分析螺钉断裂的控制因素，并为了与实验数据相比较，需要得到的数据有：VON-MISES应力/应变；最大主应力/应变；最大剪应力/应变；还有扭矩（prob
4、emoment reaction,选转动处的扭矩反力）。然后右击solutionsol开始计算结果分析：所获得结果如图所示，Equivalent StressType: Equivalent (von-Misej StressUnit: PaTime: 1 201011-8 15:401.31B6e9 Max1.1 721 e91.0256e90.79O7e01.4651 e8Maximum Shear StressType: Maximum,-Shear StressUnit: PaTime: 1 201011-0 15:417.6038e8 Max 6.759eS5.91 41 e85.0
5、692e84.2244e03.3795e0Time: 1 2010-11-S 15:411.0697e99.01 74e87.3J74eS5.6574eS)13735 Max 0.01 2209 0.010685 0.0091 57 0.007630S 0.0061 046 0.0045785 0.00302# 0.001 5262 9.5? )9e-11Maximum Principal Elastic StrainType: Mamum Principal Elastic StrainUnit: m/mTime: 1 2010-11-8 15:410 ! 12648 Max 0.011;2
6、42 0.009S371 0.008433 0.0070265 0.005621 2 0.00421 59 0.002S106 0.0014053 6.41483-11Type: Mamum：Shear Elastic Strain Unit: m/m Time: 1 2010-11-8 15:42M ?1544 Max 0.01915 0.01 6757 0.01 4363 0.011969 0.0095752 0.0071 S14 0.0047S76 0.0023938 1.4755e-10从螺钉扭转实验断裂的情况来看，先是第二/三节螺纹（共五节）发生屈曲，接着螺纹底径 处发生裂纹，裂纹沿
7、底径绕了一圈，最后上下螺纹贯通扭断。从上面几个图来看，在螺纹根 部出现较大值的有第一主应力/应变和最大剪应力/应变，而从下表所列数据看，只有最大主 应力的变化趋势比较明显，便以第一主应力作为主要判断指标。计算数据如下表所列：（V-M应变及最大剪应变没什么参考意义，此处不列出）转角 最大主应力V-M应力 最大剪应力最大主应变扭矩00000010.814257.83E+081.165E+096.72E+080.00968452.088521.628258.94E+081.278E+097.38E+080.0110472.641435.459.86E+081.318E+097.61E+080.011
8、7482.932348.911.02E+091.319E+097.61E+080.011823.070460.82251.04E+091.319E+097.61E+080.0119953.14671.931.05E+091.319E+097.61E+080.0121613.194882.5251.07E+091.319E+097.61E+080.0123183.228692.64751.08E+091.319E+097.6E+080.0123723.254102.33251.09E+091.319E+097.6E+080.0123983.2733111.66751.1E+091.319E+09
9、7.6E+080.0124273.2883120.71.11E+091.319E+097.6E+080.0124583.2998129.5451.12E+091.319E+097.6E+080.0124853.3089138.231.14E+091.319E+097.6E+080.0125123.3162146.75751.16E+091.319E+097.6E+080.0125343.3222155.12751.18E+091.319E+097.6E+080.0125523.3271163.33751.2E+091.319E+097.6E+080.0125673.3313171.361.22
10、E+091.319E+097.6E+080.0125793.3346179.20251.24E+091.319E+097.6E+080.0125923.3373186.82251.26E+091.319E+097.6E+080.0126013.3394194.281.28E+091.319E+097.6E+080.0126073.3411201.60751.29E+091.319E+097.6E+080.0126153.3425208.841.31E+091.319E+097.61E+080.0126253.3438215.2051.33E+091.319E+097.6E+080.012631
11、3.3449221.57251.34E+091.319E+097.6E+080.0126383.3458227.83751.36E+091.319E+097.6E+080.0126413.3467234.1051.37E+091.319E+097.6E+080.0126423.3475240.31.38E+091.319E+097.6E+080.0126433.3482246.49251.4E+091.319E+097.6E+080.0126463.3492501.41E+091.319E+097.6E+080.0126483.3493最大主应力-转角曲线1.50E+091.40E+091.3
12、0E+091.20E+091.10E+091.00E+099.00E+08力 8.00E+08应 7.00E+086.00E+085.00E+084.00E+083.00E+082.00E+081.00E+080.00E+0050100150200250角度曲线拐点出现在(129, 1.12e9)这个点，对应扭矩3.3089N*m。但若以1.07e9作为拉伸极 限的话，对应的扭转角只有82.5，扭矩3.2733 N*m。按：出现拐点的原因是什么呢？未明，而且后面的一段为直线上升，这点与所赋本构关系后 面延伸段为直线段相吻合，因此最大主应力-转角曲线中后面的直线段肯定是与本构关系曲 线后面的直线
13、段相对应的无疑，因此舍弃拐点后面的数据是没错的。问题是，1.07e9到拐点 之间的数据是否应该舍弃？应该是要舍弃的。理由是：当最大主应力处达到1.07e9时，本 该断裂，现在没有断裂，并且应力继续增大，从扭转的应力分布来看，外围的应力大，内芯 的应力小，因此在应力继续增大的过程中，是先在外围增大，然后逐渐往内蔓延，达到一定 范围后就基本不再往里了，之后差不多所有单元的应力都线性增大，因此扭矩就表现出线性 增大的现象。因此应该以1.07e9处的结果为准。扭矩-转角曲线( 扭普遍比理论计算的大。螺钉扭转模拟实验不锈钢螺钉模拟根据钢棒拉伸试验，拟合应力-应变曲线如下：最后一段为延伸段应变 应力000.00255.00E+080.0087.60E+080.0248.40E+0
