[发明专利]一种基础激励下的舱段对接螺栓连接松动模拟方法

权利要求书

1.一种基础激励下的舱段对接螺栓连接松动模拟方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1.建立舱段对接螺栓连接结构的3D几何模型，所述螺栓连接结构包括被连接件和螺栓连接件，所述被连接件包括上被连接板(1)和下被连接板(2)，二者均为L形板，其长边(1-1)和(2-1)上对应位置分别设置有相同大小的圆孔，形成通孔；所述螺栓连接件包括螺杆(3)和螺母(4)；上被连接板(1)通过螺栓连接件与下被连接件(2)连接，螺杆(3)从一侧穿过上被连接板(1)和下被连接板(2)的圆孔，螺母(4)从另一侧拧紧在螺杆(3)上，所述螺栓连接件设置有螺纹；

S2.根据所述螺栓连接结构的3D几何模型建立螺栓连接结构的有限元模型；

S3.根据所述螺栓连接结构的有限元模型进行接触有限元建模，并进行螺栓连接松动模拟计算；

步骤S2中所述的根据螺栓连接结构的3D几何模型建立螺栓连接结构的有限元模型的具体方法包括：

S21：根据所述被连接件的3D几何模型建立被连接件的有限元模型；

S22：将螺杆(3)剖分为外螺纹和三阶梯圆柱，分别划分有限元网格，使剖分面具有相同的网格，而后压缩重合节点使其成为一体，从而建立螺杆(3)的有限元模型；

S23：将螺母(4)剖分为内螺纹和空心圆柱，分别划分有限元网格，使剖分面具有相同的网格，而后压缩重合节点使其成为一体，从而建立螺母(4)的有限元模型；

步骤S3中根据所述的螺栓连接结构的有限元模型进行接触有限元建模，并进行螺栓连接松动模拟计算的具体方法包括：

S31：选择螺杆(3)的内部表面作为预紧截面，其法向沿螺杆(3)轴线方向，在预紧截面上施加螺栓预紧力；

S32：建立四处摩擦接触对，分别为螺杆(3)的螺头下表面与上被连接板(1)上表面、上被连接板(1)下表面与下被连接板(2)上表面、下被连接板(2)下表面与螺母(4)上表面以及螺杆(3)外螺纹与螺母(4)内螺纹，采用有限滑移，切向设置为罚摩擦，法向设置为硬接触；

S33：对下被连接板(2)短边(2-2)施加约束，使其固定，在上被连接板(1)短边(1-2)施加往复的正弦位移载荷以模拟基础激励，进行螺栓连接松动模拟计算，提取螺栓预紧力变化曲线。