1 概述

鼓形接头螺栓是鼓形接头的主要零件，它的强度对于整个机构来说是十分重要的。在同一个预紧力的状态下，通过改变它的设计外形来改善应力集中。这 里采用Altair HyperMesh前处理程序进行几何建模，它的界面十分友好，建模功能强大，和各个有限元计算软件的接口很多，提高了工作效率。 

2 螺栓六面体网格划分方法

鼓形接头螺栓上方为一个六边形，下方为一个圆柱体，并且在圆柱顶端有一个收缩，形成一个锥形。几何比较复杂，特征比较多。同时，螺栓上方六边形 底端要留出可以加上倒角的区域用来对比两种设计。另外，为了保证计算精度，要求网格必须为五面体(penta)和六面体(hexa)进行实体网格划分，不 可忽略倒角，确保单元质量至少为：

2.1 观察几何模型，简化模型

1. 模型为 4 分之 1 对称，可以只对 4 分之 1 几何进行建模。
2. 下方圆柱上有 4 个孔，可以在圆孔上方单元都为六面体时，忽略它对上方的影响。

2.2 建立辅助平面

1. 通过 project 命令投影特征线。
2. 倒角和圆孔特征处的辅助平面要做成 4 边形，这样有利于倒角的形成和掏孔。
3. 对不同的特征采用不同的颜色来表现，有利于检查。
4. 由于上下特征差异比较大，要计算上下表面的单元数并匹配。

2.3 使用 HyperMesh 中的 linear solid 命令生成实体网格

在生成实体时，由于锥形特征的倾斜角度非常大，考虑到单元在局部会非常细，导致单元数过多，质量不合格，并且这个特征也不是分析的关键区域，可以用五面体(penta)来进行过度处理，如下图。

在使用五面体过度时一定要保证辅助面都为四边形单元。

2.4 使用 HyperMesh 中 project 和 linear solid 命令生成上下其他特征。

绿色区域要留出点来建立倒角。

3 Abaqus 非线性求解器计算的螺栓应力结果

把建好的模型通过 Abaqus 接口直接设置 Abaqus 求解器的输入计算文件，然后计算得到以下应力结果。可以看到由于详细的倒角描述，设计二中的应力集中明显减小。

4 结论

通过 HyperMesh 的强大功能，可以很快捷的进行实体网格划分，提高了工作效率，并通过它的接口直接生成输入文件提交给 Abaqus 求解器中进行计算，显示了其强大的前处理功能。