教程：柔性螺栓连接优化

教程级别：初级使用刚性和柔性螺栓连接运行和对比优化结果。

在本课中，您将学习：

简介：柔性螺栓连接优化

在 Inspire 中，可以使用“连接刚度”属性来创建柔性螺栓连接，这可以更好地接近接地螺栓连接，接地铰接和圆柱形固定约束中的轴向刚度和剪切刚度。螺栓连接柔性和铰接柔性通常都会对结构承受和转移载荷的方式产生显著影响。

预估螺栓连接刚度的方法有很多。 Inspire 采用 Huth-Schwarmann 方法，但允许您指定一个独立计算的刚度值。

下图所示为一个理想的无限刚性连接，传递至中心铆钉的载荷量为 0%，每个外侧铆钉各承受 50% 的载荷。

如果是无限柔性连接，则载荷会在铆钉之间均匀传递。

对于真正的螺栓连接，其所承受的实际载荷将介于这两个极限值之间。例如，中心铆钉承受 30% 的载荷，每个外侧铆钉各承受 35% 的载荷：

针对连至板块以及板块之间的连接（常见于航空工业），常用于预估螺栓连接刚度的方式是使用 Huth-Schwarmann 方法。该刚度值可使用以下公式计算得出：

下列参数也适用：

除使用 Huth-Schwarmann 刚度外，还可以使用用户定义的刚度。当使用板块近似法不能定义零件时，这便是一种更常用的方法。例如，可以利用该方法来设计与变速箱壳体相连的铝铸汽车悬架系统。如果不想对整个系统进行建模，而只想对悬架建模，则可求出连接刚度的近似值并利用该值得出更好的结果。

按 F7 打开“演示浏览器”。
双击 rigid.stmod 文件，将其加载到模型视窗中。
这是平动电机支架可用设计空间的一个曲面模型。注意：所有零件的指定厚度均为 2 mm，设计空间有一个对称平面，载荷已施加，并已使用接地螺栓（带螺母）对零件进行约束。
确保“单位系统选择器”中的显示单位已设置为 MPA (mm t N s)。
按 F3 打开“属性编辑器”。
选择其中一个接地螺栓（带螺母）并检验属性编辑器中的连接刚度字段。
类型设置为默认，但也可使用 Huth-Schwarmann 和用户定义。

在“结构仿真”功能区上，点击优化工具组图标上的运行优化按钮即可打开“运行优化”窗口。

提示：要查找并打开工具，按 Ctrl+F。更多信息，请见查找和搜索工具。
使用以下设置运行优化：
1. 选择拓扑作为优化类型。
2. 选择最大化刚度作为优化目标。
3. 在质量目标中，从下拉菜单中选择设计空间总体积的 %，然后选中 30%。
4. 在频率限制下，选择无。
5. 在厚度约束中，将最小增加到 3 mm。
6. 点击运行执行优化。
运行结束后，双击运行名称查看结果。
在“形状浏览器”中检验运行结果。
注意：连接至距承载轴毂最远的螺栓的材料最少。这是由于离载荷最近的螺栓以刚性方式接地，从而阻止力传递至最远的螺栓。