副標(biāo)題#e#     一、引言
   
    摩擦型高強(qiáng)螺栓是鋼結(jié)構(gòu)中常用的螺栓連接形式。在設(shè)計(jì)中認(rèn)為鋼板之間的拉力完全通過鋼板之間的接觸摩擦力傳遞，不考慮螺桿受剪或受彎，為此，需要在螺栓上施加一定水平的預(yù)拉力。對(duì)于采用多排螺栓傳遞拉力的鋼板搭接連接，當(dāng)螺栓排數(shù)較多時(shí)，螺栓傳力的不平衡性已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但涉及接觸問題的數(shù)值計(jì)算分析目前尚不多見，本文嘗試通過COSMOS有限元軟件分析拉力在鋼板之間的傳遞規(guī)律，希望能對(duì)工程應(yīng)用有所幫助。
   
    二、單螺栓接觸分析
   
    圖1為摩擦型高強(qiáng)螺栓連接搭接鋼板模型，圖2為鋼板螺栓連接模型的網(wǎng)格劃分。對(duì)于只有一個(gè)螺栓的模型，材料實(shí)體部分采用10節(jié)點(diǎn)四面體單元，接觸單元可采用節(jié)點(diǎn)對(duì)形式也可以采用點(diǎn)面模型單元。整個(gè)模型的單元總數(shù)為9561，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為14593。螺栓預(yù)拉力155kN，板軸向拉力假定沿一側(cè)板端面均勻分布，針對(duì)荷載水平較高的情況進(jìn)行計(jì)算，得到板端極限拉應(yīng)力0.44 MPa。圖3,圖4顯示了模型的Von Mises應(yīng)力、位移的分布情況，從圖中可以看出，對(duì)整塊鋼板而言，只在墊圈及其相鄰區(qū)域很小的范圍內(nèi)的應(yīng)力較大，應(yīng)力水平隨與墊圈和螺栓孔距離增大迅速減小并保持相對(duì)穩(wěn)定的應(yīng)力水平，這正體現(xiàn)了接觸現(xiàn)象的高度局部應(yīng)力性。圖5為法向接觸力在接觸面上的分布情況，從圖中可以看出、法向接觸力主要在墊圈區(qū)域的鋼板接觸面上較高，法向接觸力隨與墊圈區(qū)域距離增大迅速減小;手保持相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。圖6為摩擦力在接觸面上的分布情況，從圖中可以看出.摩擦力水平同樣主要在墊圈區(qū)域的鋼板接觸面上較高，并集中分布在沿軸線方向(即拉力方向)栓孔一側(cè)，摩擦力隨與栓孔距離增大迅速減小并保持相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。