采用SD PRO软件的优化无人机螺旋桨螺栓连接研究案例- 大数跨境

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采用SD PRO软件的优化无人机螺旋桨螺栓连接研究案例

兹懋Zmart

2022-03-25

导读：对于无人机，设计使其实现轻量化至关重要，因为它直接影响无人机的运载重量和飞行时间。需要对无人机任何螺纹接头进行的精心设计，使其轻量化和安全。

-背景-

无人机已经大量应用于人们的生活中和各行各业中，这些无人机有检查无人机、电影无人机、清洁无人机、喷洒无人机、运输无人机（货物或人员）、消防无人机等等。

对于无人机，设计使其实现轻量化至关重要，因为它直接影响无人机的运载重量（2-200kg）和飞行时间（约30min）。除此之外，还需要无限安全的使用，不会出现疲劳行为。这样就需要对无人机任何螺纹接头进行的精心设计，使其轻量化和安全。

在无人机中，特别重要螺栓连接的是转子紧固（这个地方存在动态载荷，高速转动，且经常会发生事故）；无人机中其他任何组件也必须定位良好，具有足够的刚度，不会出现螺栓的松动，以实现精确的飞行行为。

螺纹接头潜

在风险

随着时间的推移，螺栓连接会存在预紧力过低导致螺栓预紧力松弛、螺栓断裂、螺栓自松动风险。对于轻量化设计中铝合金、镁合金等材料，螺栓连接会存在接触腐蚀或微动疲劳的特殊风险，这就不仅仅用到screw designer professional螺栓设计师专业版（简称SD PRO）软件，更需要结合有限元分析来进行载荷变形行为分析。

下面我们就采用SD PRO软件来说明该接头设计优化的过程。

采用SD PRO软件专业版分析

可以带来的好处

螺栓设计分析时候，采用专业版的SD PRO螺栓设计师软件就能使用计算过程非常简单，最大限度地提高设计计算效率。SD PRO软件采用最新研究成果，并结合VDI 2230标准，让用户尽可能简单快速地找到最佳解决方案。

用专业版的SD PRO螺栓设计师软件，您只需要3个步骤：

1.开始：使用快速计算方法，找到初始的一个螺栓规格和型号

2.优化：借助警告和建议帮助改变优化相应的设计参数

3.完成：发布最终版本

这就能加快螺栓连接设计工作，并能够减少测试（验证）工作，因为您可以通过SD PRO软件计算得出最佳设计方案。如果您关注产品开发的整个过程，采用SD PRO软件就能使螺栓设计人员可以节省大量成本。最好的一点是：如果你遵循这些建议，你的螺纹接头就能处于设计可靠和轻量化组合的最佳结合。

采用SD PRO软件螺栓连

优化方法

SD PRO螺丝设计软件开启了螺栓设计计算的一种新方式：不需要特别软件中的具体方程式和原因，而是专注于整体评价结果（安全系数），并遵循警告和建议，就能设计出在整个生命周期中实现卓越行为的螺栓连接。

SD PRO软件

设计螺栓优化

顺序如下

优化螺栓时候顺序可以参照下列一般顺序，根据实际情况可以进行相应的调整：

1.螺纹尺寸

2.螺栓的性能等级

3.螺钉的几何形状（头部支撑）

4.部件材料

5.荷载和偏心量

6.预载松弛百分比

7.摩擦（允许范围）

8.夹紧长度

9.拧紧工艺和拧紧参数

10.螺纹啮合长度

11.螺母外径

12.其他细节

最终在计算完成后，装配前，特别是数模设计完成前重新检查所有相关参数。

优化方法

任何优化一般都需要改变一些设计参数。在优化时候可以通过观察优化前后安全系数的影响和变化，来确认优化是否合理。

SD PRO螺钉设计师专业版软件可以非常轻松和快速地实现这一点；它可用于螺栓连接的开发、验证、生产以及服务和维修等各个阶段。

优化结果

螺钉几何类型（头部支撑从普通到沉头）、螺钉长度（螺纹啮合长度）和螺钉材料从10.9到AL9（显著优势）等3个部分进行了优化，最终通过SD PRO软件安全系数结果可以看出是各项参数满足要求。

通过优化相应的参数，SD PRO就能随时展示你的优化产品的结果，并可用户面前进行相应展示和说明，优化前后的对比。

如果你没有设计出最佳的螺栓连接，那么竞争对手将在这个产品上获得更大的成功。

下面的列表显示了优化的目标：

• 荷载工况（涵盖所有用户情况、常规荷载）

• 峰值负载（额外负载、滥用工况）

• 材料（特别考虑热载荷和热稳定性）

• 几何形状（尤其是头部支撑区域）

• 拧紧水平（包括重新拧紧和最坏情况下的拧紧）

• 弯曲效应（偏心量和部分/完全开口）

• 接头预紧力变化（摩擦、材料性能、预载松弛）

• 自松

通过上述设计，如果无人机发生事故时，就能比较快速的分析是客户的使用问题，还是无人机的设计问题。能够快速查找原因，并给出的失效分析的关注点，需要改进的方案。

以上就是采用SD PRO螺栓设计师专业版软件对无人机螺栓连接设计优化的方法案例，如大家对SD PRO螺栓设计师专业版感兴趣，可以联系小编进行试用。

小编的微信是：18017569687

关于兹懋

作为德国领先紧固技术在中国的代言人，旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备，以及紧固连接全寿命周期的解决方案，并定期举办专业的紧固培训研讨会，深受业内好评。

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