LS-DYNA螺栓预加载方法解析（2019）

在LS-DYNA软件中，预加载（bolt pre-load）是一种关键的工程实践，特别是在结构分析中，用于模拟连接件的初始张力或压力，确保连接的可靠性。本文档探讨了在LS-DYNA 2019版本中预加载螺栓的几种方法，针对不同类型的螺栓模型，包括实体元素（solid elements）和梁元素（beam elements）。 首先，对于使用实体元素（如梁和块）模拟的螺栓，文档介绍了两种预加载策略： 1. **INITIAL_STRESS_SECTION** 方法：这种方法允许用户在分析开始前预先设定螺栓内的应力状态。然而，一个常见的问题是，如果直接应用标准的初始应力值，在分析初期，由于结构接触力和应力逐渐建立来平衡螺栓的夹紧载荷，部分预加载可能会被抵消。这意味着在分析开始时，实际作用在螺栓上的预加载可能不完全符合预期。 2. **Nut translation method**：这是一种适用于实体螺栓模型的预加载方法，通过移动螺母来模拟螺栓的预紧。这种方法可以更好地保留预加载效果，因为它在动态过程中逐步施加预紧力。 然后，对于使用梁元素（LS971R4版本及以后）的螺栓，文档建议使用 **INITIAL_AXIAL_FORCE_BEAM** 方法。这种方法是专为梁元素设计的，它能够更精确地控制预加载的传递，避免了标准初始应力法可能出现的初始不平衡问题。 在实际应用中，理解并选择合适的预加载方式至关重要，因为这直接影响到连接性能、安全性和计算结果的准确性。为了获得最佳的结果，用户需要根据模型的精确度、分析的复杂性和计算资源来决定采用哪种预加载技术。此外，文档还强调了在使用这些方法时，应密切关注初始状态与预加载后的接触力和应力分布变化，以确保预加载的有效实现。 总结来说，LS-DYNA中的螺栓预加载涉及到如何合理地在实体和梁元素模型中设置预应力，以减少分析初期的误差，并确保连接组件在分析过程中的性能表现。通过理解和掌握这些预加载方法，工程师可以在实际工程分析中提高模型的精度和效率。