Modélisation des boulons : solides de connexion
Solides de connexion
Pour créer un boulon entre des solides, sélectionnez Solides de connexion (Connecting Solids) dans la boîte de dialogue Définition du boulon (Fastener Definition). Les boulons reliant des solides sont des ressorts uniques entre les deux composants solides à fixer.
Une coupe d'un boulon entre deux composants solides est illustrée dans la figure suivante :
Fig. 1
1. composant supérieur
2. composant inférieur
3. régions annulaires générées et séparées à l'aide du mécanisme de "séparation fixe"
4. diamètre de l'axe du boulon
5. diamètre de la tête et de l'écrou du boulon
6. diamètre test de séparation
Pour créer un boulon entre les composants 1 et 2, vous devez sélectionner une arête circulaire du trou sur la surface supérieure du composant supérieur et une arête circulaire du trou sur la surface inférieure du composant inférieur. Le boulon est un ressort reliant les deux points At et Ab.
Une coupe d'une vis entre deux composants solides est illustrée dans la figure suivante :
Fig. 2
1. composant supérieur
2. composant inférieur
3. régions annulaires générées et séparées à l'aide du mécanisme de "séparation fixe"
4. diamètre de l'axe du boulon
5. diamètre de la tête et de l'écrou du boulon
6. diamètre test de séparation
Pour créer une vis, sélectionnez une arête circulaire du trou sur la surface supérieure du composant supérieur et une arête circulaire sur le composant inférieur. Le bouton est un ressort entre le point At sur le composant supérieur et le point Ab sur le composant inférieur.
Les points suivants s'appliquent aux boulons et aux vis :
• Les extrémités du ressort sont reliées à l'aide de liens pondérés aux surfaces affichées en orange. Le diamètre extérieur des surfaces orange supérieures correspond à une valeur spécifiée dans la boîte Diamètre de la tête de boulon et de l'écrou (Fastener Head and Nut Diameter). Le diamètre intérieur correspond au diamètre de l'axe du boulon.
• Si la raideur du boulon est définie à l'aide de l'option Utilisant les propriétés de raideur du ressort (Using spring stiffness property), la raideur est calculée à l'aide des propriétés de raideur du ressort que vous définissez. Définissez des valeurs appropriées pour modéliser correctement la raideur du boulon.
• Si la raideur du boulon est définie à l'aide de l'option Utilisant le diamètre et le matériau (Using diameter and material), la raideur du boulon correspond à la raideur d'une poutre cylindrique Timoshenko avec les matériau et diamètre définis. La longueur de la poutre correspond à la distance entre les deux points At et Ab.
Mesures de boulon
Pour les boulons reliant des solides, les mesures de force axiale, force de cisaillement, moment fléchissant, force de torsion, contrainte axiale, contrainte de cisaillement et contrainte de flexion du boulon sont calculées à l'aide du ressort entre At et Ab.
Dans les deux figures ci-dessus, les forces axiales se trouvent le long de l'axe X et les forces de cisaillement le long des axes Y et Z.
Après l'exécution d'une analyse, vous pouvez afficher ces valeurs dans le fichier de
résumé.
Nom de la mesure | Description |
fastenerName_shear_force | Force de cisaillement d'un boulon. |
fastenerName_shear_stress | Contrainte de cisaillement sur un boulon. Elle n'est calculée que si vous définissez la raideur à l'aide de l'option Utilisant le diamètre et le matériau (Using diameter and material). |
fastenerName_axial_force | Force axiale sur un boulon. |
fastenerName_axial_stress | Contrainte axiale développée sur un boulon. Elle n'est calculée que si vous définissez la raideur à l'aide de l'option Utilisant le diamètre et le matériau (Using diameter and material). |
fastenerName_bending_moment | Moment fléchissant d'un boulon. |
fastenerName_bending_stress | Contrainte de flexion d'un boulon. Elle n'est calculée que si vous définissez la raideur à l'aide de l'option Utilisant le diamètre et le matériau (Using diameter and material). |
fastenerName_torsion_moment | Moment de torsion sur un boulon. Elle n'est calculée que si vous sélectionnez la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface). Le bouton supporte tout le moment de torsion car il n'y a pas de frottement entre les deux composants. |
fastenerName_torsion_stress | Contrainte en torsion sur un boulon. Elle n'est calculée que si vous définissez la raideur à l'aide de l'option Utilisant le diamètre et le matériau (Using diameter and material) et que vous sélectionnez Interface sans friction (Frictionless Interface). Dans ce cas, le bouton supporte toute la contrainte en torsion car il n'y a pas de frottement entre les deux composants. |
Séparation fixe
Pour un boulon, il est important que les deux surfaces en contact ne s'interpénètrent pas. Vous pouvez vérifier que les surfaces de contact ne s'interpénètrent pas à l'aide de l'une des méthodes suivantes :
• Créez une interface de contact entre les deux surfaces en contact, à savoir la surface inférieure du composant supérieur et la surface supérieure du composant inférieur. Dans ce cas, les paramètres de Séparation fixe (Fix Separation) dans la boîte de dialogue du boulon sont ignorés. Cette méthode augmente le temps de calcul d'une analyse.
• Sélectionnez la case à cocher Séparation fixe (Fix Separation) dans la boîte de dialogue Définition du boulon (Fastener Definition). L'interface entre les deux surfaces en contact est un ressort distribué par stiff qui impose la séparation entre les surfaces annulaires vertes représentées sur les deux figures précédentes. Le diamètre extérieur de la région verte correspond à la valeur de Diamètre test de séparation (Separation Test Diameter). Le diamètre intérieur correspond au diamètre de l'axe du boulon.
Si vous sélectionnez la case à cocher Séparation fixe (Fix Separation), la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface) est visible. Si vous sélectionnez Interface sans friction (Frictionless Interface), la raideur tangentielle du ressort distribué entre les régions de contact est de 0. Si vous désactivez la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface), la raideur tangentielle du ressort distribué entre les interfaces de contact a une valeur très importante.
Si vous sélectionnez la case à cocher Séparation fixe (Fix Separation), en plus des mesures du boulon entre les deux points At et Ab, la force de compression, la force de cisaillement, le moment fléchissant et le moment de torsion du ressort distribué entre les interfaces de contact (régions annulaires vertes) sont également calculées.
|  La force de cisaillement et le moment de torsion ne sont calculés que si la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface) n'est pas sélectionnée. |
Ces grandeurs sont disponibles en tant que mesures automatiques et sont affichées dans l'arbre du modèle.
Après l'exécution d'une analyse, vous pouvez consulter ces valeurs dans le fichier de
résumé.
Nom de la mesure | Description |
fastenerName_intf_norm_forc | Cette mesure rend compte de la force normale exercée entre deux composants serrés au niveau de la région annulaire de la séparation fixe représentée dans les figures 1 et 2 ci-dessus. Il s'agit de la mesure de Ft—Fc où : Ft correspond à la force de tension exercée au niveau de la région annulaire. Fc correspond à la force de compression exercée au niveau de la région annulaire. Une valeur négative indique une compression nette. Les valeurs positives sont liées à une tension nette et les composants se séparent. |
fastenerName_sep_stress | Contrainte de la région d'interface de contact Cette mesure correspond au rapport de la force de traction au niveau de l'interface sur l'aire sous tension au niveau de cette même interface. Ici, l'aire correspond à la région annulaire représentée en vert dans les figures 1 et 2. Pour une interface valide, la valeur de cette mesure est nulle ou un nombre légèrement positif. |
fastenerName_intf_comp_forc | Force de compression dans la région d'interface de contact du boulon. |
fastenerName_intf_bend_momt | Moment fléchissant de la région d'interface de contact du boulon. |
fastenerName_intf_shr_forc | Force de cisaillement sur la région d'interface de contact du boulon. Elle n'est calculée que si vous ne sélectionnez pas la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface). |
fastenerName_intf_tors_momt | Moment de torsion de la région d'interface de contact du boulon. Elle n'est calculée que si vous ne sélectionnez pas la case à cocher Interface sans friction (Frictionless Interface). |
| La forme statique de toutes les mesures de boulon est calculée pour les analyses statiques et les analyses en réponse dynamique au choc. Pour les analyses dynamiques, "d" apparaît comme suffixe au nom de la mesure. Les formes dynamiques de ces mesures pour des analyses en réponse dynamique aléatoire, harmonique et transitoire sont calculées. La mesure de contrainte de séparation pour des analyses en réponse dynamique aléatoire ou au choc n'est pas calculée. |
| Une valeur positive pour la mesure de contrainte de séparation indique que le ressort de séparation distribué a pour conséquence indésirable de forcer les deux zones en contact de rester en contact mutuel, même si elles doivent naturellement se séparer. Pour résoudre ce problème, désactivez la case à cocher Séparation fixe (Fix Separation) et créez une interface de contact entre les deux pièces qui sont reliées à l'aide du boulon. |
