ldquo螺栓结构强度稳定热应力

课程背景

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各企、事业单位：

ANSYS软件因其领先的“虚拟样机”理念和技术、强大的功能和便捷的操作，迅速发展成为CAE领域中使用范围最广、应用行业最多的数值仿真工具。

Ansysworkbench具有强大的建模和仿真分析技术，并且操作简单，易于掌握。为了让广大分析人员更好地掌握螺栓连接结构的设计与计算技巧，弄清Ansysworkbench螺栓连接结构计算原理和操作技巧，河北雄安宏新环宇信息科技有限公司特举办《螺栓结构强度、稳定、热应力、蠕变、振动计算、疲劳寿命预测与螺栓断裂分析》培训。本专题基于ansysworkbench平台，通过大量的理论和工程实例讲解，使学员在较短时间内掌握Ansysworkbench的使用方法；掌握螺栓连接结构强度、温度场、热应力和蠕变的Ansysworkbench计算原理与计算技巧，弄清螺栓连接结构考虑螺栓预紧力影响的动力特性和动力学响应计算原理并掌握其计算技巧，掌握螺栓疲劳和裂纹扩展寿命计算技巧。本专题可为螺栓连接结构的计算仿真提供有效、可靠和全面的数值解决方案和技术支撑。

时间和地点

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年7月8日-7月10日北京/同步直播（7号发放课程资料，8日-10日上课）

（课后可免费在线观看同步教学视频）

主讲专家

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该课程讲师，副教授，博士毕业于哈尔滨工业大学工程力学专业，16年仿真分析经验；拥有较好的工程力学、固体力学和流体力学基础，精通Ansys、FLUENT、CFX和XFLOW等工程仿真软件，能够运用ABAQUS、Marc进行结构分析；精通Fortran语言，具有采用Fortran编制大型程序的经历；熟悉C/C++语言，有C/C++语言程序开发的成功经验。能够采用Fortran、C/C++语言及MATLAB对现有大型商业软件（Ansys、FLUENT、Marc、CFX等）进行扩展开发。精通MATLAB软件，能够利用MATLAB独立完成简单的工程可视化开发，精通Ansys等有限元软件与MATLAB数值分析软件的联合仿真技术。发表学术论文20余篇，其中SCI、EI收录论文13篇，申请发明专利2项。培训多场次，学员上千人。

收费标准

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A类：元/人，含培训费、资料费、视频费等。住宿可统一安排，费用自理。

B类：参加培训的学员，可申报AXKG全国职业技能考试鉴定中心颁发的《高级CAE仿真工程师》职业技能等级证书；费用元/人，该证书可作为本行业专业岗位职业能力考核的证明，也是岗位聘用、任职、定级和晋升的重要依据。证书全国通用，联网查询，无须年检。

课程大纲

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模块

主要内容

一、螺栓连接结构

设计方法

1、概述

2、受拉螺栓连接结构的设计与计算方法

3、受剪螺栓连接结构的设计与计算方法

4、扭矩、剪力和轴力共同作用下螺栓连接的设计与计算方法

5、高强螺栓连接设计与计算方法

设计示例-1：普通螺栓连接钢板梁腹板的设计

设计示例-2：两对接钢板的高强螺栓连接设计

二、螺栓连接结构有限元分析基础：接触处理与虚拟螺纹生成方法

1、概述

2、接触面与目标面

3、接触作用模式

4、接触算法

5、对称与非对称接触

6、修剪接触

7、接触探测

8、穿透容差和弹性滑移容差

9、约束类型

10、接触刚度

11、时间步控制

12、球形域

13、接触界面处理

14、接触面和目标面几何修正

15、初始接触状态调整

16、计算后接触状态的评估

17、摩擦接触

18、虚拟螺纹生成方法

19、接触关键设置总结

工程实例-1：螺栓预紧钢管的非线性接触分析

三、螺栓连接结构建模方法与有限元分析技巧

1、螺栓连接结构的建模方法

1.1真实建模

1.2无螺栓等效载荷法

1.3螺栓耦合模拟法

1.4螺栓混合建模法

1.5实体建模方法

2、螺栓预紧载荷

3、螺栓预紧单元

4、螺栓预紧力的施加方法

5、螺栓预紧力施加注意事项

6、螺栓后处理工具——BoltTool

工程实例-1：法兰螺栓连接结构的无螺栓、绑定接触分析计算实例

工程实例-2：法兰螺栓连接结构采用梁单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-3：法兰螺栓连接结构采用实体单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-4：法兰螺栓连接结构采用joint施加螺栓预紧载荷的分析方法

工程实例-5：法兰考虑螺纹细节的螺栓连接结构有限元计算

四、螺栓连接结构应力集中和应力奇异的处理方法

1、概述

2、应力集中和应力奇异的概念

3、应力集中的产生原因

4、应力奇异问题的产生原因

5、网格锁定的概念

6、网格锁定的破解方法

7、单元的增强技术

8、螺栓连接结构应力集中的处理方法

9、螺栓连接结构应力奇异的破解方法

工程实例-1：基于单元增强技术的螺栓法兰连接管道的应力奇异分析

五、基于VDI标准的螺栓连接结构强度校核与安全性评价方法

1、概述

2、VDI标准螺栓设计思想

3、基于VDI标准的螺栓强度分析方法

工程实例-1：动车组车钩联接螺栓强度分析

五、螺栓结构静力

非线性分析

1、材料本构模型

2、结构材料非线性

2.1屈服准则

2.2流动准则

2、几何非线性

4、非线性有限元控制方程

5、非线性有限元控制方程求解方法

6、载荷步/子步/平衡迭代步

7、收敛准则

8、ANSYSWB非线性计算设置技巧

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的非线性（材料非线性、几何非线性和接触非线性）分析

七、螺栓法兰连接结构的螺栓预紧力设计与结构密封性能分析

1、衬垫基本知识

2、垫片材料模型-Gasket模型

3、垫片几何模型的网格划分方法

4、Gasket材料属性

5、螺栓预紧力设计

6、基于EN标准的结构密封性能评价方法

7、基于ASME标准的结构密封性能评价方法

8、基于GB的结构密封性能评价方法

工程实例-1：PN2.5/DN法兰连接结构密封性能的有限元评价

八、螺栓连接结构

温度场计算

1、概述

2、传热基本定律

2.1热传导

2.2热对流

2.3热辐射

3、热边界条件

4、温度场计算所需材料参数

5、稳态稳定场计算方法

6、瞬态温度场计算方法

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾温度场分析

九、螺栓连接结构

热应力计算

1、工程热应力计算原理

2、稳态热应力计算方法

3、稳态热应力计算的ANSYSWB设置技巧

4、瞬态热应力计算方法

5、瞬态热应力计算的ANSYSWB设置技巧

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾热应力分析

十、考虑螺栓预紧力的螺栓结构模态分析

1、模态分析简介

2、模态计算理论

3、固有频率与模态振型

4、参与系数，有效质量

5、模态提取方法

6、模态计算中接触设置

7、模态计算设置

8、有应力结构的模态分析方法

9、非线性模态及其求解方法（线性摄动法）

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的螺栓连接梁的模态分析

十一、考虑螺栓预紧力的螺栓结构瞬态动力

响应计算

1、概述

2、瞬态动力学计算方法

3、基于模态叠加法的瞬态动力学

4、响应谱方法

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的螺栓连接梁的动力响应分析

工程实例-2：螺栓松脱的结构动力学仿真

十二、螺栓结构的

疲劳计算

1、疲劳分类

2、S-N曲线

3、E-N曲线

4、疲劳分析计算流程

5、疲劳计算支持的接触、荷载和支撑类型

6、疲劳分析设置原理与方法

7、疲劳计算结果评估

工程实例分析-1：螺栓连接结构的疲劳分析

十三、螺栓疲劳裂纹扩展寿命计算

1、概述

2、ΔK-da/dN曲线定义

3、疲劳裂纹扩展寿命预测模型

4、计算步骤

5、应力强度因子计算方法

6、疲劳裂纹扩展寿命分析流程

工程实例-1：M20螺栓裂纹扩展寿命计算

十四、螺栓蠕变松动分析

1、蠕变模型简介

2、蠕变曲线

3、显式蠕变与隐式蠕变

4、常用蠕变模型

5、蠕变效应的WB模拟技术

6、ASME规范关于螺栓松动再紧固的时间规定

工程实例-1：U型夹紧支架的螺栓蠕变松动计算

十五、螺栓应力松弛

松动分析

1、概述

2、金属材料的应力松弛特性

3、金属材料的应力松弛速率

4、常用应力松弛数学模型

5、应力松弛效应的ANSYSWB模拟技术

6、ASME规范关于螺栓松动再紧固的时间规定

工程实例:1：蒸汽管道法兰螺栓的应力松弛松动分析

工程实例-2：蠕变与应力松弛耦合作用下U型夹紧支架的螺栓松脱计算

十六、螺栓振动与冲击松脱模拟

1、概述

2、螺纹副的受力分析和自锁条件

3、松脱原理

4、螺栓松动的定义与分类

5、振动与冲击横向载荷引起的螺栓松动模拟

6、松脱ansysWB模拟方法

工程实例-1：螺栓微动松脱的结构力学仿真

已完成项目及内训

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1、航天科技某所AnsysWB结构及AnsysMaxwell电磁仿真定制培训；

2、电科集团某所COMSOLMultiphysics多物理场耦合定制培训；

3、中国航天科工某所Hypermesh定制培训；

4、中国核电某所电磁-热-流-固耦合多物理场耦合模拟定制培训；

5、江苏某企业NFC天线电感值和磁场分布仿真分析；

6、北京某仪器研究所结构间隙配合和螺纹预紧的静力分析仿真报告；

7、Adams传动系统多体动力学仿真分析..