Abaqus定义螺栓、螺母与垫圈并将其安置已有模型中Bolt Studio【插件】_免费下载

Abaqus/CAE 插件：定义螺栓、螺母与垫圈并将其布置至已有 Abaqus/CAE 模型中

Bolt Studio 插件为用户提供一套简洁高效的方式，用于定义螺栓、螺母与垫圈，并将它们布置到已有的 Abaqus/CAE 模型当中。用户可通过一份简易的 Python 配置文件控制界面上默认展示的螺栓型号列表。插件在 Abaqus/CAE 内部以参数化方式生成螺栓、螺母以及垫圈（如选用垫圈），并自动完成六面体网格划分。网格尺寸由螺栓自身尺寸自动确定；必要时用户也可使用 Abaqus/CAE 原生网格工具对零件重新划分网格。插件会自动对螺栓进行几何剖分，并施加用户指定的螺栓预紧力。

版本修订记录

2012‑08‑10 面向 Abaqus/CAE 6.13 版本发布

2014‑04‑18 面向 Abaqus/CAE 6.14 及以上版本发布

2020‑03‑19 面向 Abaqus/CAE 2020 及以上版本发布，使用 numpy 替代 oldnumeric 模块

2024‑02‑23 面向 Abaqus/CAE 2024 及以上版本发布，升级为 Python 3 语法

安装方法

安装 Bolt Studio 插件，请将`boltStudio.zip`解压至 Abaqus/CAE 可识别的任意`abaqus_plugins`目录。文件可放置于以下任意路径：

- `abaqus_dir\abaqus_plugins`，其中`abaqus_dir`为 Abaqus 软件根目录

- `abaqus_dir\code\python\lib\abaqus_plugins`，其中`abaqus_dir`为 Abaqus 软件根目录

- `home_dir\abaqus_plugins`，其中`home_dir`为用户主目录

- `current_dir\abaqus_plugins`，其中`current_dir`为当前工作目录

- `plugin_dir`：该目录由环境配置文件`abaqus_v6.env`内的环境变量`plugin_central_dir`指定。若`plugin_central_dir`指向的目录挂载在站点全部用户均可访问的文件系统中，便可将插件存放至此公共路径，供站点内所有用户使用。示例：

`plugin_central_dir = r'\\fileServer\sharedDirectory'`

更多信息，请参阅《Abaqus 安装与许可指南》第 4.1 节 “使用 Abaqus 环境文件”。

控制 Bolt Studio 显示的螺栓列表

`boltStudio`文件夹下的`boltStudioDefaults.py`文件用于控制【螺栓系列 (Bolt Family)】与【螺栓类型 (Bolt Type)】下拉菜单中默认展示的螺栓。文件内数据以 Python 字典格式定义。文件结构示例见图 1。

达索系统版权所有 | [www.3ds.com]

`bolts`字典包含全部参数化信息。字典的第一层键用于标识待定义螺栓所属的螺栓系列，该键会显示在【螺栓系列 (Bolt Family)】组合框中；第二层键指定螺栓型号名称，该键将显示在【螺栓类型 (Bolt Type)】组合框；第三层键取值为`BOLT`或`NUT`，分别对应存放螺栓、螺母参数的子字典。用户可以按需添加任意数量的螺栓系列与螺栓型号，但字典结构必须遵循上述规则，且必须为合法 Python 字典。

Bolt Studio 使用方法

只要视口可以显示装配体模型，即可在任意 Abaqus/CAE 模块中启动 Bolt Studio 插件。启动路径：【插件 (Plug‑ins)】→【Bolt Studio…】，弹出 Bolt Studio 对话框，见图 2。

对话框顶部组合框用于选择螺栓系列与螺栓类型。在组合框选中某一螺栓型号后，对话框会自动载入该型号对应的参数。对话框主体包含两个选项卡：螺栓定义选项卡、螺母定义选项卡。用户可以点击参数输入框修改数值，覆盖所选螺栓型号的默认参数（例如修改螺栓长度）。修改参数时，界面示意图会同步更新，高亮显示当前正在修改的参数，见图 3。

用户还可以选择装配中是否包含垫圈。垫圈提供三种选项：无垫圈、集成式垫圈、独立式垫圈。示意图会随选择同步更新，见图 4。选择集成式垫圈时，螺栓与垫圈生成为单一零件；选择独立式垫圈时，螺栓与垫圈各自生成独立零件。

在螺栓选项卡中，还可以设置螺栓预紧力。将螺栓布置到装配体后，螺栓预紧力会自动完成定义。若模型数据库中已存在分析步，预紧力施加在第一个分析步，螺栓长度锁定在第二个分析步；若模型中尚未创建分析步，插件会自动生成所需分析步。

完成螺栓参数定义后，切换至【螺母 (Nut)】选项卡完成螺母设置（需要启用螺母时），见图 5。螺母选项卡操作逻辑与螺栓选项卡大体一致，存在两处区别：①用户可以选择是否启用螺母；②可以从螺栓选项卡复制螺栓头部、垫圈的参数给螺母。

螺栓与螺母参数全部设置完成后，点击【继续 (Continue…)】，开始将螺栓 / 螺柱、螺母以及独立垫圈布置到装配体。点击该按钮后对话框会收起，Abaqus/CAE 主窗口提示区将弹出一系列交互提示引导用户完成布置。布置完成后，螺栓 / 螺柱、螺母、垫圈创建完毕并装配到位，同时螺栓预紧载荷同步施加。布置流程结束后会自动重新进入布置流程，方便在装配中布置多个同类型紧固件。全部紧固件布置完成后，在提示区点击取消按钮退出布置流程。

布置交互提示会根据用户上一步选择动态变化。例如指定螺栓轴线对齐方式时，提示 “选择螺栓轴线、用于同轴约束的面，或者圆柱上端边”；如果用户选择圆柱上端边，则继续提示 “选择圆柱下端边”，程序将依据两条边计算得到螺栓轴线。选择面或边时，既可以选取几何面 / 几何边，也可以选取单元面 / 单元边。如果启用螺母，还会额外弹出螺母定位的交互提示。完整交互逻辑流程图见图 6。

图 7 为插件生成的螺栓、螺母与独立垫圈装配示例（模型做半剖处理便于查看）；该算例目标是将张开状态的支架通过螺栓装配闭合。插件定位螺母垫圈，使垫圈刚好贴合支架的斜面。

Abaqus 螺栓连接仿真相关学习资源

同类插件工具：【Abaqus 管理分析步相关对象插件】

进阶学习：站内 Abaqus 螺栓连接、接触仿真文章、高级动力学 VIP 仿真课程，学习紧固件装配、预紧力仿真完整案例。