螺栓连接地有限元分析报告

1 概述

螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。其具有结构简单,拆装方便,调整容易等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。在航空机载环境下，由于振动冲击的影响，设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性。

传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学解析的缺陷。用有限元分析软件MSC.Patran/MSC.Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确，结果更可靠。因此，有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛。

2 有限元模型的建立

对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。

多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent)，另外一个节点为主节点(Independent)。主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。比例因子选为1,使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用。

梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam，其能承受拉伸、剪切、扭转。通过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致。

本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。

2.1 几何模型

如图1所示组合装配体，底部约束。两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定。端面受联合载荷作用。

图1 三维几何模型

2.2 单元及网格

抽取圆筒壁中性面建模，采用四节点壳元(shell)，设置壳元厚度等于实际壁厚。法兰处的过渡圆弧处网格节点设置密一些，其它可以相对稀疏。

在法兰上下两节点之间建立多点约束单元(RBE2，算例1,图3)或梁元(Beam, 算例2,图4)来模拟该位置处的螺栓连接。

图3 算例1(多点约束单元法)连接网格

图4 算例2(梁元法)连接网格

在圆筒端面中心建立不属于结构模型的参考节点，通过加权平均约束单元RBE3，建立端面节点与参考点的主从约束关系。外加载荷施加在参考点上，然后被均匀分配到端面节点。

这里，对于多个面的网格划分，应当注意在各几何连接面法矢量的一致性。这样划分网格时，才能保证shell单元法矢量的一致性。图2显示了各面的法矢量方向是一致的。

图2 面法向量方向图

对于复杂曲面模型，还应当注意连接面接缝处网格协调;网格划分结束，必须用Equivalence合并相同节点。

Abaqus螺栓有限元分析学习资料

A b a q u s螺栓有限元分析

1.分析过程 1.1.理论分析 1.2.简化过程如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算，则会出现裂纹缝隙无法修补，给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦，因此，在Abaqs中进行计算之前，对原来的零件模型进行一些简化和修整。 A.法兰部分不是分析研究的重点，因此将其简化掉； B.经计算，M24×3的螺纹的升角很小，在度，因此可以假设螺旋升角为0； C.忽略螺栓和螺母的圆角等细节； 1.3.Abaqus中建模查阅机械设计手册，得到牙型如下图所示，在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型，如图 1-1所示。同样的方式，我们建立螺母的3D模型nut，如图1-2所示。

建立截面。点击Section->Manager->Creat，建立Solid，Homogeneous的各向同性的截面，选择材料为Bolt&Nut，如图 1-5所示。将截面属性赋予模型。选择Assign->Section，选择Bolt模型，然后将刚刚建立的截面属性赋予它。如图 1-3所示。同样，给螺母nut赋予截面属性。图 1-3

图 1-4 图 1-5 然后，我们对建立的3D模型进行装配，在Abaqus中的Assembly模块中，我们同时调入两个模型，然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和Instance命令对模型进行移动，最终的装配结果如图 1-6所示。

螺栓连接的有限元分析(汇编)

1 概述螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。其具有结构简单,拆装方便,调整容易等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。在航空机载环境下，由于振动冲击的影响，设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性。传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学解析的缺陷。用有限元分析软件MSC.Patran/MSC.Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确，结果更可靠。因此，有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛。 2 有限元模型的建立对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent)，另外一个节点为主节点(Independent)。主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。比例因子选为1,使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用。梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam，其能承受拉伸、剪切、扭转。通过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致。本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。 2.1 几何模型如图1所示组合装配体，底部约束。两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定。端面受联合载荷作用。

Abaqus螺栓有限元分析

1.分析过程 1.1.理论分析 1.2.简化过程如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算，则会出现裂纹缝隙无法修补，给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦，因此，在Abaqs中进行计算之前，对原来的零件模型进行一些简化和修整。 A.法兰部分不是分析研究的重点，因此将其简化掉； B.经计算，M24×3的螺纹的升角很小，在度，因此可以假设螺旋升角为0； C.忽略螺栓和螺母的圆角等细节； 1.3.Abaqus中建模查阅机械设计手册，得到牙型如下图所示，在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型，如图1-1所示。同样的方式，我们建立螺母的3D模型nut，如图1-2所示。

图1-1 图1-2 建立材料属性并将其赋予模型。在Abaqus的Property模块中，选择Material->Manager->Create，创建一个名为Bolt&Nut的新材料，首先设置其弹性系数。在Mechanical->Elastic中设置其杨氏模量为193000Mpa，设置其泊松比为0.3，如图1-4所示。建立截面。点击Section->Manager->Creat，建立Solid，Homogeneous的各向同性的截面，选择材料为Bolt&Nut，如图1-5所示。将截面属性赋予模型。选择Assign->Section，选择Bolt模型，然后将刚刚建

立的截面属性赋予它。如图1-3所示。同样，给螺母nut赋予截面属性。图1-3 图1-4

图1-5 然后，我们对建立的3D模型进行装配，在Abaqus中的Assembly模块中，我们同时调入两个模型，然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和Instance 命令对模型进行移动，最终的装配结果如图1-6所示。图1-6 第四步，对模型进行网格划分。进入Abaqus中的Mesh模块，然后选择Bolt 零件，使用按边布种的方式对其进行布种，布种结果如图1-7所示。在菜单Mesh->Control中进行如图1-8所示的设置使用自由网格划分，其余设置使用默认。在菜单Mesh->Element type中选用如图1-9所示的设置。按下Mesh图标，对工件进行网格划分，最终的结果如图1-10所示。同样的方式对螺母模型nut 进行网格划分，最终结果见图1-11所示。

螺栓连接的有限元分析

1 概述螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。其具有结构简单, 拆装方便,调整容易等优点, 被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。在航空机载环境下，由于振动冲击的影响，设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性。传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节( 如应力集中、应力分布) 等等。通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学解析的缺陷。用有限元分析软件 MSC.Patran/MSC.Nastran 提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确，结果更可靠。因此，有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛。 2 有限元模型的建立对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent) ，另外一个节点为主节点(Independent) 。主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。比例因子选为1, 使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用。梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam其能承受拉伸、剪切、扭转。通过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致。本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。 2.1 几何模型如图 1 所示组合装配体，底部约束。两圆筒连接法兰通过8 颗螺栓固定。端面受联合载荷作用。

螺栓联结结构的有限元优化分析

２８６化工机械２００５年螺栓联结结构的有限元优化分析杜洪奎４（国家压力容器与管道安全工程技术研究中心）摘要应用ＡＮｓＹｓ参数化功能，以螺纹牙根第一主应力ｓ。为目标函数，以螺距￡和牙根半径ｒ为设计变量，对某螺栓联结结构进行有限元优化计算，得到了最优螺栓结构，并进行了应力敏感区的讨论。关键词螺栓有限元优化中图分类号ＴＱ０５５．８＋３文献标识码Ａ文章编号０２５４＿６０９４（２００５）０５－０２８６＿０２某石化企业一装置的联结螺栓（Ｍ４８ｍｍ×５ｍｍ，牙根半径ｒ＝Ｏ．６２５ｍｍ）频繁断裂，给生产及安全带来极大危害。经过断口及力学分析知其属疲劳断裂。为了能延长螺栓的使用寿命，本文应用有限元方法重点研究了螺栓的结构优化，并为螺栓结构的抗疲劳设计研究提供理论依据。１螺栓参数化优化设计优化设计作为一种数值分析方法在工程设计中已经得到广泛应用。给定设计变量算。，菇：，…，戈。，目标函数ｍｉｎＦ（ｘ）＝Ｆ（菇。，菇：，…，菇。），在满足约束条件：ｇ。（菇ｌ，髫２，…，戈。）≥０ｕ＝１，２，…，ｐ＾。（菇１，菇２，…，算。）＝０，秽＝ｌ，２，…，ｇ的情况下，求解（搜索）戈。，ｚ：，…，戈。的若干组合中的Ｆ（菇。，菇：，…，菇。）的极小值，此时的戈？，菇：，…，茹：即为最优解。在螺栓的结构优化中，以螺距ｔ、螺纹牙根圆弧半径ｒ作为设计变量；以箱体和螺栓连接的第一牙根主应力ｓ。作为目标函数；以Ｓ。≤盯。＝８４ｌＭＰａ作为约束条件。也就是在螺栓直径ｄ＝４８ｍｍ取定值的情况下，ｆ与ｒ的最佳组合可使得第一牙根主应力ｓ，取得最小值，即最优化解。笔者采用ＡＮＳＹＳ程序的参数化方法，只须更改少量参数，立即可以得到更改参数后模型的有限元解，而不需要经历建模＿÷加约束＿＋求解一整套的过程…，ＡＮＳＹＳ程序的参数化方法可以提高求解效率。因此，在一系列模型的求解结果中，可以寻优。图１为螺栓连接结构有限元优化模型图，器壁环向全约束，螺栓仅受轴向力作用，任意取ｐ＝２０ＭＰａ，该载荷取值和螺栓的实际受载值并不一致，以保证牙根在弹性范围仅为优化之用。运用ＡＮＳＹＳ软件的参数化设计功能，螺距ｔ＝３、３．７、４．３、５．０ｍｍ，牙根半径ｒ＝０．３、Ｏ．４３、０．５６、０．７图１螺栓有限元优化模型２计算结果及讨论￡与ｒ的不同组合可以得到一系列有限元计算结果。绘制Ｊｓ．手ｒ曲线，从中寻优。￡与ｒ的不同组合下的有限元计算结果如图２所示。由图２中曲线可以看出，其最优毹为：￡＝５ｍｍ，ｒ＝０．７ｍｍ，ｓ。。＝９３ＭＰａ。大螺距、大过渡圆弧螺栓应力状态较好；粗牙螺栓比细牙螺栓好。＋杜洪奎，男，１９６５年４月生，工程师。安徽省合肥市，２３００３ｌ。　万方数据

螺栓连接薄板应力的有限元分析

北京力学会第18届学术年会论文集：工程应用螺栓连接薄板应力的有限元分析王升涛张建宇（北京航空航天大学航空科学与工程学院，100191）摘要：用ANSYS 软件对带预紧力和装配应力的螺栓连接薄板应力分布进行有限元分析。针对连接件不同约束条件，计算得到薄板受拉时预紧力对螺栓孔处等效应力的影响。关键词：预紧力，接触，螺栓连接，有限元分析一、引言带预紧力和装配应力的螺栓连接是飞机结构中的常见连接形式。预紧力的存在使被连接的构件之间存在摩擦力的作用，导致了构件之间力的相互作用变得复杂。本文应用有限元分析研究了螺栓孔附近应力的几种影响因素。二、有限元模型及计算结果连接结构如图1，由两块较长的薄板搭接在一起，采用纵向排列的两个沉头螺栓联接。薄板材料为铝合金，弹性模量取为70GPa ，泊松比取为0.33，螺栓材料为合金钢，弹性模量取为200GPa ，泊松比取为0.3。图1 螺栓连接结构为了更精确地模拟螺栓连接的力学行为和应力分布，划分网格之后，在模型中创建了9个接触对。模型中装配应力的施加是通过在接触对上设定初始干涉来实现的，而预应力的施加是通过降低螺栓的温度实现的。假设连接件一端固支，另一端受均布拉力q 的作用，几何尺寸固定不变，并假定装配应力为某一固定值不变，分别对以下两种情况进行了有限元分析：(1)薄板上下表面自由。(2)薄板不能发生弯曲。情况(1)的计算结果汇总在图3-图5中，情况(2)结果汇总在图6-图7中，其中F 为预紧力，max σ为最大von Mises 应力，q 为板端均布拉力，k 为max σ与q 的比值。图3、图6表明薄板表面的约束情况不同，应力分布也会有所不同，但最大von Mises 应力都出现在带沉孔板的螺栓孔孔壁上。图4表明在情况(1)下，一定范围内的预紧力对螺栓孔处的最大von Mises 应力没有明显影响。图5表明情况(1)下，螺栓孔处的最大应力随拉力的增加线性增加。图7表明在情况(2)下，预紧力对螺栓孔处最大von Mises 应力有较大影响；不同拉力水平下，预紧力对最大von Mises 应力的影响趋势相同，具体体现为：预紧力较小时，最大von Mises 应力较大，随着预紧力的增加，最大von Mises 应力减小，预紧力继续增加，最大von Mises 应力增大。

螺栓连接的有限元分析

1概述螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。其具有结构简单，拆装方便,调整容易等优点,被广泛使用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。在航空机载环境下，由于振动冲击的影响，设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性。传统力学的分析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学分析的缺陷。用有限元分析软件 MSC.Patran/MSC.Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确，结果更可靠。因此，有限元在螺栓强度校核中的使用越来越广泛。 2有限元模型的建立对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent)，另外一个节点为主节点(Independent)。主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。比例因子选为1,使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用。梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam其能承受拉伸、剪切、扭转。通过参数设置，使梁元和螺栓几何属性一致。本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。 2.1几何模型如图1所示组合装配体，底部约束。两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定。端面受联合载荷作用。

图1三维几何模型 2.2单元及网格抽取圆筒壁中性面建模，采用四节点壳元（shell）,设置壳元厚度等于实际壁厚。法兰处的过渡圆弧处网格节点设置密一些，其它可以相对稀疏。在法兰上下两节点之间建立多点约束单元（RBE2,算例1,图3）或梁元（Beam,算例2,图4）来模拟该位置处的螺栓连接。

关于钢结构螺栓连接节点的有限元分析方法探讨

关于钢结构螺栓连接节点的有限元分析方法探讨摘要：随着我国钢结构建筑的兴起，针对钢结构分析的有限元模拟方法不断发展和完善，针对民用高层钢结构的有限元分析计算基本满足。然而对于复杂的结构形式尤其是重型钢结构中螺栓连接节点，寻常的分析方法及软件可能达不到精细有限元分析的要求或者分析出的结果并不符合力学常识。本文从钢结构螺栓连接节点的模拟方法、钢结构螺栓连接节点中螺栓的模拟方法及性能、钢结构螺栓连接节点的形式及性能等三方面研究探讨了国内外现有研究的优缺点，为后来者研究这类复杂结构提供帮助。关键词：钢结构；有限元方法；螺栓连接节点；螺栓模拟 1.引言改革开放以来，随着科学技术的发展，我国的钢结构建设逐渐兴起。尤其是沿海一带经济发达地区钢结构发展更是迅猛先后建成了上海金茂大厦（88层、高365米）、环球金融中心（95层、高460米）、深圳地王大厦（384米）等超高层建筑[1]。我国钢结构建设不仅在高层建筑中发展势头良好更是得到了工业建筑的“青睐”。钢结构凭借着轻质高强、结构高效、建筑美观等优点，使结构的适用性和美观性充分

的结合在一起，故而成为近几年工业建筑首选的结构模式[2]。随着钢结构设计的发展为了优化结构设计，减少结构建造成本，确保结构的安全稳定，在工业建筑钢结构尤其是重型钢结构中需对结构进行有限元仿真模拟分析。从所周知有限元模拟分析在钢结构设计中运用广泛，但对于复杂的结构形式尤其是重型钢结构中螺栓连接节点，由于其连接位置内力较大，所需高强螺栓少则几十多则数百，而螺栓群连接处两块被连接的板件和螺栓自身的内力都十分复杂。为揭示重型钢结构中螺栓连接节点的受力性能，通常需要对这种复杂连接进行精细的有限元数值模拟分析。由于模型本身及其约束条件的复杂化，寻常的分析方法及软件可能达不到精细有限元分析的要求或者分析出的结果并不符合力学常识。本文针对这种情况，从钢结构螺栓连接节点的模拟方法研究、钢结构螺栓连接节点中螺栓的模拟方法及性能研究、钢结构螺栓连接节点的形式及性能的研究，这三方面总结了国内外已做出的研究，希望对后来者研究这类复杂结构提供帮助。 2.螺栓连接节点的模拟方法研究及应用概况实际工程中螺栓连接节点受力复杂，常常通过对节点所处位置、约束等限定进行定性的分析。即使如此，螺栓连接节点的受力依然很复杂。为了能够合理的模拟螺栓连接节点

Abaqus螺栓有限元分析

1.分析过程 1.1.理论分析 1.2.简化过程如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算，则会出现裂纹缝隙无法修补，给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦，因此，在Abaqs中进行计算之前，对原来的零件模型进行一些简化和修整。 A.法兰部分不是分析研究的重点，因此将其简化掉； B.经计算，M24×3的螺纹的升角很小，在度，因此可以假设螺旋升角为0； C.忽略螺栓和螺母的圆角等细节； 1.3.Abaqus中建模查阅机械设计手册，得到牙型如下图所示，在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-1所示。同样的方式，我们建立螺母的3D模型nut，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-2所示。

图错误！文档中没有指定样式的文字。-1 图错误！文档中没有指定样式的文字。-2 建立材料属性并将其赋予模型。在Abaqus的Property模块中，选择Material->Manager->Create，创建一个名为Bolt&Nut的新材料，首先设置其弹性系数。在Mechanical->Elastic中设置其杨氏模量为193000Mpa，设置其泊松比为0.3，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-4所示。建立截面。点击Section->Manager->Creat，建立Solid，Homogeneous的各向同性的截面，选择材料为Bolt&Nut，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-5所示。

将截面属性赋予模型。选择Assign->Section，选择Bolt模型，然后将刚刚建立的截面属性赋予它。如图错误！文档中没有指定样式的文字。-3所示。同样，给螺母nut赋予截面属性。图错误！文档中没有指定样式的文字。-3 图错误！文档中没有指定样式的文字。-4

基于ANSYS软件的螺栓螺纹轴向受力有限元分析

基于ANSYS 软件的螺栓螺纹轴向受力有限元分析 * 钟友坤（河池学院物理与机电工程学院，广西河池 546300）摘　要：基于ANSYS 软件的参数设计语言，从有限元模型的创建、划分网格、求解分析以及后处理等过程对螺栓螺纹进行有限元分析，对螺栓进行轴向受力进行分析测试，以改善螺栓的应力分布，提高螺栓螺纹的强度。关键词：ANSYS；螺栓螺纹；有限元分析中图分类号：U213.5+2 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2017）22-0004-03 ——————————————基金项目： 2015年度广西高校科学技术研究立项项目：同步机模型设计与仿真研究（KY2015LX331)；河池学院2015年校级重点科研课题立项：虚拟仿真力学实验系统的设计研究（XJ2015ZD001）作者简介：钟友坤（1977-），男，广西岑溪人，硕士，高级实验师，研究方向：机械力学设计。螺栓是机械设计中最常见的联接器件之一，它结构简单、安全可靠、易于拆装、调整方便；作为标准件的螺栓，在工程生产中成本价格低廉，批量生产方便，在不同的工件中具有很强的互换性。基于以上特点，在交通运输以及工程项目设计中螺栓的应用十分广泛。虽然如此，但是在当今汽车铁路船舶运输等交通工具以及机械工业生产设备中也经常会出现螺母松动脱落、螺栓磨损、螺栓断裂等现象，从而造成重大的安全事故出现。研究表明，高应力区多发生疲劳裂纹，螺栓产生疲劳裂纹的主要高发部位是在螺栓与螺母旋合部位的第一扣螺纹处的根部[1]。常见的普通三角螺纹因为螺纹处承受到高强度的轴向拉应力，而螺纹根部承载面积小，从而造成了螺纹根部应力集中系数较大，在长时间动载荷作用下工作的螺栓螺纹根部处经常发生疲劳破坏，产生疲劳裂纹甚至断裂的可能，严重地影响螺栓的强度，这对机械结构和设备运行安全产生了重大的影响。基于上述原因，如何缓解螺栓螺纹根部应力集中程度、重组螺纹处应力的均匀分布，提高螺栓强度，成为了机械设计的一个重要课题。文章结合ANSYS 软件，对螺栓螺纹轴向受力有限元进行分析，以期达到上述结果。 1 有限元分析流程对螺栓螺纹轴向受力的有限元分析，主要包括以下几个步骤：①建立有限元模型。运用ANSYS 软件对螺栓螺纹进行几何建模，并对螺栓进行模拟与几何造型作进一步简化，采用轴对称模型对螺栓进行轴向受力有限元分析；②网络的划分。基于研究的部位是螺纹根部所受应力情况，根据分析要求采取不同方式对螺栓进行网络划分并对螺纹部分网格进行细化；③施加边界约束和加载方式。螺栓在实际工作中所承受的载荷为轴向的拉伸载荷，一般呈对称性分布，根据螺栓的实际受载荷情况和动力分析，采用合理的边界约束和加载方式；④结果与分析。根据计算的结果，对数据进行图表统计处理并直观分析，从而看出不同螺纹根部各种指标对螺栓螺纹根部应力的分布情况，以便对螺栓螺纹的结构参数进行优化设计。螺栓螺纹轴向受力的有限元分析流程图如图1所示。 2 有限元模型建立有限元模型的建立包括定义单元类型、实义材料物性及实常数、创建几何模型等，而几何模型是进行有限元分析的基础，越接近实体模型越能精确地反映出真实的分析结果。利用ANSYS 软件中的APDL 参数化设计语言几何建模功能和简单的菜单操作界面几何建模功能可以进行有限元模型的建立。在创建几何模造型时应保证计算结果的精义和控制模型的规图1 有限元分析流程图模，可以适当的简化和修改，做到力求精确，真实反映螺栓螺纹的特征，忽略所有的小特征，对小锥度等进行直线化和平面化处理。创建的螺栓有限模型主要有以下几种：①用梁单元模拟实际的螺栓；②简化为中径的光杆螺栓代替实际螺栓；③采用一系列具有标准螺纹牙型的周向环状凸缘代替连续螺纹；④按照实际结构尺寸创建螺栓模型[2]。由于螺栓几何模型具有轴对称性，可以使用二维四节点划分风格，并设定单元选项为轴对称模型，采用面-面接触单元模拟螺栓和螺母接触部位力的相互作用。定义螺栓和螺螺母的力学性能参数，并设计二者的模量和泊松比。在定义好接材料性参数和接触单元实常数的基础上，利用APDL 语言编