老張：螺栓計算，你用有限元工業軟件？還是德國VDI2230標準規範？_風聞

熊猫儿-38分钟前

2024-07-09

**導讀：**提到螺栓計算，大家首先想到藉助於有限元工具進行。但是我認為螺栓計算不能用有限元進行，不但不完整、不精確，而且是根本無法進行。原因如下：我們對螺栓的計算歸納起來就是五大安全係數和預緊力或與預緊矩。如採用有限元法，五大安全係數有限元最多隻能計算出其中三個安全係數，至於被夾緊件抗滑移的安全係數和螺紋牙抗縱向剪切的安全係數有限元是無法計算的。原因是在用有限元法計算螺栓應力的時候，都是將螺栓簡化成光桿，而光桿是沒有螺紋牙的，因此就無法計算螺栓的螺紋牙抗剪的安全係數。

一**、齒輪箱螺栓採用有限元計算結果**

抗滑移的安全係數同樣無法用有限元法求取。我們説螺栓為什麼需要五大安全係數呢？是否可以忽略掉幾個安全係數？

答案是五大安全係數缺一不可，因為螺栓及其被夾緊件會有五種失效形式。不經過計算是無法預測螺栓會按照哪種形式失效。因此五大安全係數必須要全面計算、校核。更重要的是，螺栓安全係數的高低，不僅僅取決於螺栓規格、強度等級、也不僅僅取決於被夾緊件的設計和尺寸，還取決於螺栓的利用，即螺栓的預緊。因此，螺栓的預緊力或預緊力矩尤其重要。而在有限元計算中，預緊力是必須需要我們輸入的。這就造成了待求取的結果需要作為已知量進行輸入的悖論，因此，利用有限元軟件是無論如何無法進行完整的螺栓計算的。

具體來説有限元計算螺栓的不適用性如下：

無法求取需要的預緊力或預緊力矩；

安全係數計算不完整；

由於以光桿代替螺桿，計算不精確；

成本高，結果一致性不高；

邏輯性不強；

無法指導被加緊件的設計；

並且只能獲得應力，無法對應力結果進行評價。因此適用於被夾緊件結構比較複雜情況下的個別計算步計算。

二、齒輪箱螺栓採用工業軟件計算結果

圖片來自網絡版權歸原作者

除了有限元方法，還有一些工業軟件能夠部分對簡單結構和簡單工況下的螺栓連接進行計算。所有適用於計算螺栓的工業軟件都是基於德國工程師協會的螺栓設計計算學科VDI2230開發的。

但是現有的工業軟件依然無法取代工程師的分析和理論計算。工業軟件只能對及其簡單的結構和非常簡單的工況下螺栓連接進行計算。例如：採用現有的工業軟件計算，螺栓的規格和等級是需要輸入的。但是這些信息正是我們所需要求取的，是未知量。因此，工業軟件無法直接求取螺栓規格和等級等信息。採用工業軟件計算，載荷引入點係數n也是需要輸入的。同樣，n值是未知量，需要我們求取的。