技術(shù)特征：

1.一種MJ螺栓及螺母有限元網(wǎng)格建模方法，其特征在于，具體步驟如下：

第一步：歸納螺栓及螺母的幾何特征；螺栓的螺帽區(qū)、螺桿區(qū)及螺紋區(qū)，其中螺紋長度為L1、光桿長度為L2、螺帽厚度為L3、螺帽直徑為D2；螺母的六面體及螺紋區(qū)，其中D為螺紋公稱直徑，d為公稱半徑，D1為螺母的外輪廓直徑，H描述螺母的厚度；

第二步，螺栓螺紋零位置截面數(shù)學(xué)描述；螺紋螺距為P，在該區(qū)域劃分為5部分區(qū)域：1、0～z1為螺紋根部倒圓角；2、z1～z2螺紋斜線部分；3、z2～z3螺紋尖角削平區(qū)域；4、z3～z4另一側(cè)螺紋斜線部分；5、z4～P為螺紋根部倒圓角；將螺紋轉(zhuǎn)換為柱坐標(biāo)，將0點(diǎn)作為柱坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸偏向y軸為柱坐標(biāo)θ角，那么在θ角等于0的時(shí)候，螺紋外輪廓描述為方程(1)：

$R(\mathrm{\θ},z)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{d}{2}-\frac{7H}{8}+2\mathrm{\ρ}-\sqrt{{\mathrm{\ρ}}^2-z^2}& (0\≤z\≤z_1)\\ \frac{H}{\mathrm{\π}}\mathrm{\θ}+\frac{d}{2}-\frac{7H}{8}& (z_1\≤z\≤z_2)\\ \frac{d}{2}& (z_2\≤z\≤z_3)\\ \frac{9}{8}H+\frac{d}{2}-\frac{2H}{p}z& (z_3\≤z\≤z_4)\\ \frac{d}{2}-\frac{7H}{8}+2\mathrm{\ρ}-\sqrt{{\mathrm{\ρ}}^2-{(P-z)}^2}& (z_4\≤z\≤P)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，

第三步，螺母螺紋零位置截面數(shù)學(xué)描述；螺母內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)為六角有孔結(jié)構(gòu)，將螺母螺紋兩側(cè)進(jìn)行倒角處理，與第二步螺紋螺距P一致，采用P為螺母螺距，在該區(qū)域可以劃分為5部分區(qū)域：1、0～z1為螺紋根部倒圓角；2、z1～z2螺紋斜線部分；3、z2～z3螺紋尖角削平區(qū)域；4、z3～z4另一側(cè)螺紋斜線部分；5、z4～P為螺紋根部倒圓角；將螺紋轉(zhuǎn)換為柱坐標(biāo)，將0點(diǎn)作為柱坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸偏向y軸為柱坐標(biāo)θ角，那么在θ角等于0的時(shí)候，螺紋內(nèi)輪廓可以描述為方程(2)：

$R(\mathrm{\θ},z){|}_{\mathrm{\θ}=0}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{d}{2}-\frac{5H}{8}& (0\≤z\≤z_1)\\ 2\frac{H}{P}z+\frac{d}{2}-\frac{7H}{8}& (z_1\≤z\≤z_2)\\ \frac{d}{2}+\frac{7}{8H}-2\mathrm{\ρ}+\sqrt{{\mathrm{\ρ}}^2-\frac{1}{4}{(P-2z)}^2}& (z_2\≤z\≤z_3)\\ 2(1-\frac{z}{p})+\frac{d}{2}-\frac{7H}{8}& (z_3\≤z\≤z_4)\\ \frac{d}{2}-\frac{5H}{8}& (z_4\≤z\≤P)\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，

第四步，螺栓及螺母無螺紋區(qū)域有限元網(wǎng)格生成：采用有限元軟件進(jìn)行前處理，得到結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)及單元文件，對螺紋區(qū)域網(wǎng)格細(xì)網(wǎng)格來考核螺紋受力狀態(tài)，其它區(qū)域可以減少網(wǎng)格密度；軸向方向螺紋的端頭z2～z3位置應(yīng)該至少有兩個(gè)網(wǎng)格，其中P為螺紋螺距，那么螺紋網(wǎng)格尺寸最大為0.05P，軸向方向網(wǎng)格密度要小于0.05P，將遠(yuǎn)離螺紋的區(qū)域加粗9倍網(wǎng)格密度，粗網(wǎng)格和細(xì)網(wǎng)格之間通過兩層3個(gè)網(wǎng)格到一個(gè)網(wǎng)格轉(zhuǎn)變，螺紋厚度選取4層網(wǎng)格；徑向方向靠近螺紋區(qū)域網(wǎng)格較小，遠(yuǎn)離螺紋區(qū)域網(wǎng)格較大，在螺紋考核區(qū)域徑向64層網(wǎng)格，遠(yuǎn)離螺紋加粗3倍網(wǎng)格密度，螺桿中間網(wǎng)格進(jìn)一步加粗，通過兩個(gè)網(wǎng)格和其它6個(gè)網(wǎng)格相連，相關(guān)的細(xì)網(wǎng)格和粗網(wǎng)格之間選用一層3個(gè)網(wǎng)格轉(zhuǎn)換到一個(gè)網(wǎng)格的方法；

第五步，螺栓及螺母螺紋節(jié)點(diǎn)偏移生成；通過上述第四步可以建立起無螺紋螺栓有限元網(wǎng)格模型，通過對螺紋處網(wǎng)格進(jìn)行節(jié)點(diǎn)移動(dòng)可以獲得螺紋的螺栓；通過確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(x，y，z)是否在螺紋生成區(qū)域，然后再確定節(jié)點(diǎn)相對于z軸旋轉(zhuǎn)角度θ，最后，通過節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)z及θ確定角度螺紋空間曲面；確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是否屬于螺紋區(qū)域可以由方程(3)確定：

當(dāng)

確定了節(jié)點(diǎn)是否在螺紋區(qū)域后，再采用柱坐標(biāo)θ乘以螺紋螺距P得到一個(gè)螺紋周期內(nèi)螺紋選擇上升距離Ls，(z-Ls)/P取整，可以得到該節(jié)點(diǎn)在第幾個(gè)螺紋處，結(jié)合方程1獲得該節(jié)點(diǎn)那一個(gè)螺牙區(qū)域，對節(jié)點(diǎn)按照所得螺牙在方程1中區(qū)域內(nèi)螺紋區(qū)域進(jìn)行擠壓，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)在R到進(jìn)行徑向擠壓，其極坐標(biāo)半徑具體可以由方程(4)表示：

$r_1=\frac{(r-d\min x)(R-d\min x)}{d-d\min x}---\left(4\right)$

其中，R為螺紋上升距離的變換，d＝D/2，r為擠壓前節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域的極坐標(biāo)半徑；通過對螺栓無螺紋狀態(tài)下螺牙處節(jié)點(diǎn)的擠壓可以獲得螺栓含有螺紋的網(wǎng)格，通過修改螺紋的半徑等參數(shù)可以獲得包括公差在內(nèi)的各種規(guī)格的有螺紋螺栓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于步驟4所述的有限元軟件可以采用Abaqus，Msc或者Hypermesh。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于步驟5所述的方程(3)，將笛塔爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為同原點(diǎn)的柱坐標(biāo)(r,θ，z)，其中z方向與笛塔爾坐標(biāo)z同向，