一种螺栓选型方法及使用该方法获得的螺栓

　　本发明要解决的技术问题是，将经验公式与有限元分析相结合以进行螺栓校核选型。建立一种螺栓的简化有限元模型，能够比较精确的模拟螺栓的连接刚度；然后通过极限工况的有限元分析求得螺栓所受的轴向和横向载荷；最后将有限元分析求得的螺栓载荷作为经验公式的输入，使用经验公式完成最终的螺栓校核选型。

　　本发明提供一种将经验公式和有限元分析相结合方法，包括的步骤有：

　　步骤一、建立结构的有限元模型，其中螺栓孔周围布置两圈节点，外圈的直径是螺栓公称直径的2.5倍。

　　步骤二、建立螺栓有限元简化模型，用弹性梁单元和刚性单元来模拟螺栓.

　　步骤三、设置螺杆梁单元属性，梁单元直径设置为螺栓公称直径的二倍。

　　步骤四、进行极限工况有限元强度分析，得到螺杆梁单元的横向和轴向载荷。

　　步骤五、根据步骤四得到的螺栓横向和轴向载荷，利用经验公式计算所需的螺栓保证载荷

　　步骤六、根据步骤五结果，判断螺栓选型是否满足要求，确定螺栓强度等级。

　　本发明的上述技术方案的有益效果如下：

　　如果直接采用有限元分析计算螺栓应力进行选型，采用3D精细螺栓模型则工作量和计算量太大，操作设置过于繁琐；采用简化模型则应力精度不足，难以保证选型正确。如果采用经验公式计算选型，因为缺少准确的螺栓载荷输入，只能大致估算载荷，选型结果通常过于保守。

　　本发明提出一种改进的螺栓简化建模方案，能够更准确的模拟螺栓连接刚度，有限元分析给出的螺栓横向和轴向载荷与实际接近。利用有限元分析得到螺栓载荷作为输入，再使用成熟可靠的经验公式进行校核选型，而不是直接使用有限元分析的得到的螺栓应力进行校核。充分利用了有限元法和经验公式各自的优点，提升了选型准确度。

　　基于本发明的上述技术方案，在车型开发的概念阶段即可完成螺栓的校核优化。仅靠有限元仿真和经验公式计算就能达到合理的选型精度，无需任何物理试验，从而节省了车型开发成本，缩短了研发周期。