[发明专利]一种考虑钉孔接触及钉弯曲的钉载计算方法

权利要求书

1.一种考虑钉孔接触及钉弯曲的钉载计算方法，用于对两个或多个连接板的钉载通过有限元计算获得，其特征在于，该方法将连接钉划分为被连接板中位面和连接板之间的中间平面打断的若干子线段，且每个被打断的子线段被划分为包括两个梁单元的网格；在连接板钉孔位置建立若干离散的圆柱刚性面，尺寸与钉孔一致，其中心为参考点，圆柱刚性面的参考点与线段在中位面的打断处节点重合，且两者在6个自由度进行耦合；并以线段在中位面的打断处节点作为控制节点，与对应的钉孔节点在轴向及周向的自由度进行耦合；其中将连接钉划分为若干子线段的步骤中，以最外侧的两个中位面之间的钉孔圆心连线建立线段，并将线段在中位面以及各连接板的中间平面打断，从而获得子线段。

2.根据权利要求1所述的钉载计算方法，其特征在于：所述的连接板中位面为连接板的几何中位面。

3.根据权利要求1所述的钉载计算方法，其特征在于：对较大尺寸的连接板，选取部分区域参与计算。

4.根据权利要求1所述的钉载计算方法，其特征在于：所述对应的钉孔节点选取方法为：以钉孔中心为圆心，以钉孔为内环、以2倍的钉孔半径作外环划定中位面上的圆环区域，内环节点即为对应的钉孔节点。

5.根据权利要求4所述的钉载计算方法，其特征在于：将圆环区域以4节点板单元划分网格，在中位面的其他区域以板单元划分自由网格，后者的网格密度小于前者的网格密度；为圆柱刚性面以四节点划分网格。

6.根据权利要求1所述的钉载计算方法，其特征在于：有限元计算之前，按装配关系将连接板、连接钉、圆柱刚性面进行装配，在圆柱刚性面与钉孔内环节点之间建立接触关系，在接触属性中设置接触面摩擦系数、钉孔装配关系。

7.根据权利要求6所述的钉载计算方法，其特征在于：在建好的模型中，将约束端试件对应位置施加边界约束条件，在加载端施加对应载荷。

8.根据权利要求7所述的钉载计算方法，其特征在于：有限元计算时，若接触面出现穿透，则将初始增量步减小。

9.根据权利要求7所述的钉载计算方法，其特征在于：有限元计算完成后，提取刚性面与孔壁接触力或者对应位置梁单元节点力即为钉载。