连接刚度

“连接刚度”允许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，每个外部铆钉各承受 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：


其中：n = 1（单剪），n = 2（双剪），a 和 b 取决于铰接类型，见下表：
类型 a b
螺栓连接金属 2/3 3.0
铆钉连接金属 2/5 2.2
螺栓连接石墨/环氧树脂 2/3 4.2
下列参数也适用：
配置：
d = 孔径
t = 板块厚度
材料：
E = 杨氏模量
ν = 泊松比
指数：
1 = 板块 1（双剪的中心铆钉）
2 = 板块 2（双剪的外部铆钉）
f = 螺栓连接

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。

连接刚度属性

以下是一个含有连接刚度属性和采用这些属性的对象类型的列表（已在括号内注明）。

按 F3 打开“属性编辑器”。

类型（接地螺栓连接、接地铰接、圆柱形固定约束）
选择要为接地螺栓连接、接地铰接或圆柱形固定约束使用的连接刚度类型。默认为“刚性”，您也可以选择“Huth-Schwarmann”或“用户定义”。
  • 默认：轴向刚度和剪切刚度均设置为“刚性”。
  • Huth-Schwarmann：轴向刚度设置为“刚性”，剪切刚度则根据材料的弹性模量和孔尺寸来计算，并假设螺栓与厚度和材料相同的零件相接（单剪切铰接）。
  • 用户定义：轴向刚度和剪切刚度均可由用户手动输入。
轴向刚度（接地螺栓连接、接地铰接、圆柱形固定约束）
轴向弹簧刚度。
剪切刚度（接地螺栓连接、接地铰接、圆柱形固定约束）
剪切方向弹簧刚度。