如图所示，这个模型由四个部分组成，A区域受到一个垂直向下的力100N，B区域被完全固定，管状工件与夹具之间摩擦系数为0.4，其余各接触面的摩擦系数为0.1；此外还要施加螺栓（螺丝直径6mm）预紧力3000N，管状工件的材料为铜合金，其余为结构钢；在静力学分析的条件下，保证螺杆不会失效。
A B
提示：
1、 接触区的网格划分尽量细化；
2、 要施加螺栓预紧力就需要对模型进行处理，做出一个切片（如下图）； 3、 接触区的设置也极为重要。
分析流程：
1、 导入几何模型（做切片处理）； 2、 添加材料属性，定义材料；
a、前处理
3、 划分网格（接触区的网格划分尽量细化）； 4、 施加载荷和约束（预紧力的施加）； b、求解 5、 求解（在重要零件或截面查看位移、应力）； 6、 查看结果，得出结论； 7、 检验结果的正确性。
c、后处理
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解题步骤：
1、 导入模型：打开workbench，双击static structural，右键单击A3栏（即geometry）选择
import geometry，导入Pipe Clamp.x_t模型，确定单位mm；
2、 切片处理：双击A3栏，进入Pipe Clamp.x_t模型，如图1所示，新建坐标系（C面），
冻结模型（tools freeze），在C面处生成切片（create slice），再将螺栓的两个solid通过from new part 生成一个solid；
C
图1 螺栓切片处理
3、 添加材料：返回到unsaved project-workbench界面，双击A2栏（即engineering data），
双击outline filter界面的A3栏（即general materials），添加材料铜合金（即copper alloy）； 4、 定义材料：双击A4栏（即model），将管状工件的assignment设置为copper alloy，其他
材料均为structural steel；
5、 划分网格：单击mesh，在其下拉菜单中选择preview surface mesh，产生如图2所示相对
粗糙的四面体网格，展开明细栏中的statistics项目，检查模型节点输与单元数；
图2 划分网格（粗糙）
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图3 statistics 项目
6、 网格细分：选择装配图中的接触面，如图4所示，点击鼠标右键选择insert>refinement，
点击preview surface mesh，观察其网格变化，并检查模型节点输与单元数，如图5、6所示；---------------------------------------------------------------------------------此为第一种方法 点击鼠标右键选择insert> contact sizing，选择接触面和单元大小-------此为第二种方法
管状工件外表面 夹具内表面 螺栓外表面 螺帽内表面 螺栓盖内表面
图4 选择细化表面
图5 网格细化
图6 statistics 项目
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7、 施加载荷：单击左侧的static structural，选择A表面，鼠标右键选择insert>force，力的
大小设为100N，方向如图7所示；
8、 施加约束：选择B表面，鼠标右键选择insert>fixed support；
9、 加预紧力：选择如图所示D表面，鼠标右键选择insert>bolt pretension，设定力的大小为
3000N；
图7 施加约束与载荷
10、 添加摩擦系数：选择connections，在明细栏中将type改为frictional，管状工件与夹具
之间的摩擦系数设为0.4，其余接触面的摩擦系数均为0.1；
图8 设置摩擦面系数
11、 求解：单击solution，在弹出的工具条中，
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deformation下选择total查看装配图总变形；
stress下选择equivalent stress查看装配图Von Mises等效应力； deformation下选择total查看螺栓总变形；
stress下选择equivalent stress查看螺栓Von Mises等效应力；
选择body，点击管状工件，鼠标右键选择insert>deformation>directional，查看管状
工件X方向上的位移；
右键单击solution选择insert，添加contact tool，查看螺栓与夹具在接触面处的
frictional stress和pressure. 12、 查看结果：单击solve进行求解（图解）；
图9 装配图在X方向上的总位移
图10 装配图Von Mises等效应力
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图11 螺栓在X方向上位移
图12 螺栓Von Mises等效应力
图13 螺栓与夹具接触面的frictional stress（摩擦应力）
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图14 螺栓与夹具接触面的pressure（压力）
图15 管状工件在X方向上的位移
13、 查看报告：单击report preview，查看报告：
表1：装配图、螺栓的位移和应力（如图9、10、11、12、15所示）
Object Name Minimum Maximum 0. mm 2.3306e-002 mm 1.0505e-002 MPa 851.78 MPa 7.3287e-003 mm 2.3306e-002 mm 1.0505e-002 MPa 851.78 MPa 总变形 总应力 螺栓变形 螺栓应力 Directional Deformation -5.697e-003 mm -1.3669e-004 mm 表2：螺栓与夹具之间的受力分析（如图13、14所示）
Object Name Minimum Maximum Frictional Stress 73.346 MPa 147.81 MPa Pressure 1703.6 MPa 1748.3 MPa
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14、 分析与结论：
两种不同的细化网格对应力的结果产生很大影响（步骤6），但位移基本相同。
方法一（refinement）：
Object Name Minimum Maximum 总变形 0. mm 2.3306e-002 mm 总应力 1.0505e-002 MPa 851.78 MPa 方法二（contact sizing）：
Object Name Minimum Maximum 总变形 0. mm 2.0433e-002 mm 总应力 9.3507e-002 MPa 392.7 MPa
网格的影响，由于网格细化的方法（尺寸）不同，计算结果影响较大，但当两次计
算结果差别不大的时候计算较准确。不过有些小倒角的地方网格细化应力值会持续升高，难以收敛。还有尖点处、集中力作用处有应力奇异，细化网格，应力会一直飙升。
网格划分有三点决定计算结果（网格密度、单元阶次、网格布局）。 螺栓可以承受的力取决于螺栓的直径，所以本题中螺栓满足静力要求。
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