Abaqus中子結(jié)構(gòu)分析之一—基本用法

2016-11-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

子結(jié)構(gòu)分析是一種用于簡化計(jì)算時(shí)間的方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)中某些部分為重復(fù)結(jié)構(gòu)時(shí),可將其最小單元做成一個(gè)子結(jié)構(gòu)單元,在實(shí)際分析時(shí)重復(fù)利用該單元。其另一種應(yīng)用方法為,當(dāng)對整體結(jié)構(gòu)中的某微小部分進(jìn)行局部設(shè)計(jì)時(shí),可將結(jié)構(gòu)不變的部分做成一個(gè)子結(jié)構(gòu)單元,在進(jìn)行局部設(shè)計(jì)分析時(shí)也可重復(fù)利用該單元。

子結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理是將一組單元通過分塊求解的方法把內(nèi)部自由度消除,有時(shí)也稱自由度凝聚。這樣僅需對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次剛度矩陣求解,對于重復(fù)次數(shù)較多的模型可節(jié)約大量計(jì)算時(shí)間。

子結(jié)構(gòu)也有時(shí)也稱作超單元,在Abaqus早期發(fā)行版本中,當(dāng)需要獲取子結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)果時(shí),稱作子結(jié)構(gòu),現(xiàn)已不做區(qū)分,統(tǒng)稱為子結(jié)構(gòu)。

下面通過一個(gè)實(shí)例講解上述提到的第二種應(yīng)用,即當(dāng)對部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改時(shí),如何通過子結(jié)構(gòu)方法來分析。

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圖1中為一根受彎曲載荷的懸臂梁,梁的下半段結(jié)構(gòu)尺寸已固定,上段為需要進(jìn)行尺寸優(yōu)化的部分。因此可將梁的下半部分做成子結(jié)構(gòu)單元,然后將其與不同結(jié)構(gòu)尺寸的上半部分進(jìn)行連接來分析。

在ANSA中進(jìn)行子結(jié)構(gòu)設(shè)置后,輸出時(shí)會(huì)自動(dòng)生成2個(gè)inp文件,其中帶有“_substructure”后綴的為子結(jié)構(gòu)部分,另外一個(gè)為主結(jié)構(gòu)部分。圖2為帶有子結(jié)構(gòu)單元的模型。

求解時(shí),需先求解子結(jié)構(gòu)部分,Abaqus會(huì)生成關(guān)于子結(jié)構(gòu)部分的剛度信息,用于后續(xù)的主結(jié)構(gòu)求解以及結(jié)果獲取。然后求解主結(jié)構(gòu),主結(jié)構(gòu)求解后的結(jié)果如圖3所示。

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