ANSYS子模型分析

ANSYS

当有限元模型较大时,一般的电脑分析将会显得吃力,因此通常情况下将会对模型划分较为粗略的网格,但这样做的代价便是损失分析精度,当需要对模型的局部获取较为准确的结果时,则要么将模型局部划分较细或者采用子模型分析技术。前者存在显著的缺点,主要是大型模型即便是划分为较为粗略的模型,其计算量也是相当大的,所以局部划分较细的网格毫无疑问将会增加计算量。而子模型分析方法可以通过切割截取局部模型区域,并从新定义划分更加精细的网格,将模型实际承受的外荷载和边界条件施加在模型上,并将原有模型的切割边界上位移和荷载条件强制施加到局部模型基础上,因此可以获取局部更加精细的结果。子模型分析方法也是成为切割边界位移法,子模型与原有模型在切割边界的位移始终是一致的。

Global-and-Submodel-of-Wheel-Rim-Stress-Analysis

Global-and-Submodel-of-Wheel-Rim-Stress-Analysis

根据ANSYS帮助子模型分析存在两个限制:

  1. 子模型分析只对实体单元和壳单元有效
  2. 子模型的切割边界远离应力集中区域

在ANSYS中进行子模型分析大概可以分为以下几步:

  1. 创建原始模型,并划分较为粗略的网格
  2. 创建子模型,划分较为细致的网格,并将切割边界的节点保存
  3. 根据原始模型插值生成子模型边界条件
  4. 子模型中导入响应的边界条件,并设置响应的荷载进行分析

下面针对一个简单地例子进行分析,模型如下所示:

建模

建模

之后切割模型, 需要注意点是可以将原始模型保存之后从新建,也可以采用/FILNAME修改文件名称另存。子模型与原始模型采用一致的空间坐标系,因此子模型的建模位置就是该局部区域在原始模型中的位置,前后两者必须一致,因为边界条件的生成是采用空间坐标进行插值产生的。

子模型

子模型

保存子模型切割边界节点数据后形成下面的文件:

节点数据文件

节点数据文件

在后处理/POST1中重新打开原始模型的结果文件,采用CBDOF命令或者通过GUI操作生成边界条件数据:

边界条件数据

边界条件数据

可以看到生成的数据文件其实就是ANSYS的位移APDL命令,这样在子模型中使用/INPUT或者GUI读取即可将边界调节读入,对子模型进一步施加相应的荷载条件并进行分析:

子模型结果

子模型结果

 

APDL代码如下所示:

模型为测试模型,APDL代码不公开,如有需要请留言。

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3条评论

  1. xjfschlange   •  

    大神你好,我同是土木攻城狮,搞有限元分析的。这个测试模型的apdl代码能否发我一下,万分感谢!!!

  2. 朱爱珠   •  

    您好,能否把命令流发我一下呢?万分感谢

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