基于ANSYS的螺栓联接有限元分析开题报告

全文总字数：5617字

1. 研究目的与意义

螺栓连接是机械装配体中应用最广的一种结构形式，通过螺栓将两个连接件连接在一起，形成一个整体传递力与扭矩。

对螺栓连接的承载特性进行研究，能够更好地指导螺栓连接结构形式的智能制造。

螺栓连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，是一种广泛应用于两个或多个部件的可拆卸连接。

2. 国内外研究现状分析

对于螺栓法兰连接的研究国外的开始时间要远早于中国，早在20世纪初期欧洲学者waters和hallhaylor就合作发表题目为管法兰的强度的文章，并且把其所得成果应用到了整体和活套法兰中，此后文章螺栓法兰连接中的应力公式也被发表，而这也为早期asme锅炉及压力容器规范的法兰设计规则的修订提供必要的理论支持[2]。

到了1942年rossheim和markl提出了垫片系数m和最小预紧比压y，这两个重要的参考系数对螺栓法兰的结构和强度都有着重要的影响作用。

1968年美国压力容器研究委员会(cpvrc)研究并解决螺栓法兰密封结构泄漏问题[3]。

3. 研究的基本内容与计划

为了提高仿真计算的效率和准确度，本毕业设计采用实体螺栓连接模型。

针对螺栓连接结构的仿真分析，建立单体螺栓连接有限元模型和螺栓法兰有限元模型。

理论计算和仿真分析均表明，在施加拧紧力矩后，装配应力主要产生在实体螺栓的螺头、垫圈和被连接件之间；与此同时，最大应力值也出现在螺母与螺杆连接处。

4. 研究创新点

把有限元法与优化设计思想相结合，利用ANSYS Workbench工具对螺栓法兰整体结构的组成零件进行参数优化分析。

通过参数优化设计对螺栓法兰连接系统零件进行优化，并得出相应的优化结果，且在保证法兰系统正常工作的前提下，力求所得优化结果能够满足法兰系统质量最小的目标。