子模型分析技术概述

       在有限元分析中往往出现这种情况，在做原始之全域分析时，常常无法判断哪些区域可能会因为负载而有严苛的响应，即对于用户关心的区域，如应力集中区域，网格太疏不能得到满意的结果，而对于这些区域之外的部分，网格密度已经足够了。

        要得到这些关注区域的精确的解，可以采取两种办法：

（1） 用较细的网格重新划分并分析整个模型；

（2） 只在关心的区域细化网格并对其分析。

        显而易见，方法（1）太耗时，方法（2）即为子模型技术。子模型分析技术在减少大量的分析成本下，又提供了局部或者有兴趣之位置之详细解答。

       除了能求得模型某部分的精确解以外，子模型技术还有几个优点：

（1） 它减少甚至取消了有限元实体模型中所需的复杂的传递区域。

（2） 它使得用户可以在感兴趣的区域就不同的设计（如不同的圆角半径）进行分析。

（3）它帮助用户证明网格划分是否足够细。

子模型分析实现步骤

（1）生成并分析较粗糙的模型。

（2）生成子模型。

（3）提供切割边界插值。

（4）分析子模型。

（5）验证切割边界和应力集中区域的距离应足够远。

子模型分析简单实例

带孔平板的子模型分析（☆）

重命名“model-1”为“submodel_example_1”。（目的是便于讲述后续操作。）

新建平板尺寸60×60，圆孔半径5mm的带孔平板模型，网格尺寸设置为3mm，弹性模量取210000，泊松比取0.3，平板厚度取1mm。

采用static general分析步，场输出至少应输出位移场，此处选择默认。

边界条件为在左侧边约束U1、U3、UR1、UR2、UR3，左下角点约束U2，右侧边施加10N/mm的shell edge load。

建立JOB，此处命名为job_WholeModel，提交分析，得到计算结果文件。

开始子模型的建立：

        复制“submodel_example_1”，命名为“submodel_example_1_sub”，右键单击“submodel_example_1_sub”进行子模型设置，其中read data from job 处填入全局模型的job名称，此处填入job_WholeModel。（特别注意：若job_WholeModel.odb的路径不在当前工作路径，此处需要填入完整的文件路径。）

       对原模型进行裁剪，裁剪边界原则上可以任意裁切，此处进行简单裁切，切处40X30的区域，将其余区域的面删除，重新划分尺寸为1mm的网格。

       在load模块下，抑制或删除原模型在子模型范围之外的边界条件和载荷。

       在boundary condition managers中，新建Submodel边界条件，边界条件施加区域为子模型和原模型的界面。

重新新建job，此处命名为job_SubModel，提交分析，得到结果。

       对比job_WholeModel和job_SubModel计算结果，可见job_SubModel应力分布更为精细。

       至此，完成一个简单的子模型算例，以助于更好理解子模型技术。

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