运用ANSYS的复杂受力螺栓组联接失效分析

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1 问题描述螺栓联接因加工简便、成本低、力学性能高且装拆方便等优点被广泛应用于零件的装配和紧固联接。

在实际螺栓组联接中，外载荷和螺栓分布的不对称，使得各螺栓上受力情况不同。虽然传统设计方法基于-些合理假设对螺栓组联接进行了受力分析，但很难获得各螺栓的准确承载信息，难以对其进行精确设计和校核，由此引起的安全事故频有报道。

有限元分析技术的发展及其在机械结构设计 中的广泛应用，为螺栓联接提供了-种较为完善的设计手段，保证了设计的可靠性。本文基于ANSYS work-bench有限元分析软件对某 自动扶梯驱动基座的T型螺栓组联接断裂失效进行了静力学仿真，为螺栓组设计和分析提供了有效参考，具有实际工程意义。

驱动基座螺栓组分布与受力如图1所示。驱动基座由6个 M20螺栓组成的螺栓组与底座横梁固定相联，基座受本身重力 G(估算为7 000N)和链条拉力F，后者由驱动机组功率、变速器传动比以及效率等计算求得，大小为 39 108N，可分解为 F 和 ，分别为33 165N和20724N，如图la所示 。 。驱动基座在上述载荷作用下有拉拔、沿竖直轴线 k-k旋转以及沿m.m、 -n的倾覆运动趋势，如图 1b所示。上述运动趋势在传统设计中需要计算出力矩，图 1b中 是沿竖直轴的转矩， 是绕 m-m的倾覆力矩，绕 n-n的倾覆力矩由于力臂较小，在传统设计中可以忽略，图1中并未示出，图1中数字1-6为螺栓编号。螺栓组在可靠的预紧力作用下，既要保证基座不能相对于底座滑移105