概述：

當系統內的介質從墊片與法蘭面之間泄漏時，螺栓法蘭連接就會發生失效。墊片的核心作用是為氣體或液體提供密封，并補償被密封配合面之間的加工缺陷。這一功能通過外部載荷（螺栓預緊力）壓縮配合面之間的墊片材料來實現。當墊片上的壓應力低于其最小密封壓力時，泄漏就會發生。

目標：

1、分析螺栓法蘭裝配結構，判斷墊片在外部載荷作用下是否會發生密封失效。

2、學習使用梁連接（Beam Connection）等建模技術，模擬螺栓預緊力。

步驟：

1、導入幾何模型并進入 ANSYS Mechanical 模塊。

2、定義材料屬性：法蘭與梁連接單元采用結構鋼，墊片采用石墨。

3、創建用戶自定義坐標系：用于網格尺寸控制的 “影響球”，以及用于循環對稱分析的柱坐標系。

4、定義循環對稱。

5、定義上/下法蘭與墊片之間的摩擦接觸。

6、創建梁連接。

7、定義網格控制（影響球、墊片采用基于實體單元的薄層掃掠法劃分網格、循環對稱的匹配控制）。

8、定義分析設置，設置2個載荷步。在第一個載荷步施加螺栓預緊力，在第二個載荷步鎖定預緊力并施加外部載荷（力和壓力）。在第二個載荷步中定義初始、最小和最大子步數，并將第二個載荷步的大變形選項設置為“開啟”。

9、施加載荷、約束及螺栓預緊力。

10、求解。 

11、后處理總變形、等效應力、接觸狀態、接觸壓力及螺栓預緊力結果。

總結：

接觸壓力為正值表示墊片部分處于受壓狀態。接觸狀態顯示為近分離和粘結狀態，說明墊片在外側邊緣形成了良好的密封，這是預期的結果。本案例還展示了如何使用梁連接來模擬螺栓預緊力。