【99篇小案例】01 HM子模型技术在商用车领域应用

鉴于最近在豆瓣上看到的小文章是99这个系列，感觉还蛮不错的。因此，本公众号也针对论文推出了99篇小案例分享，主要针对仿真分析应用的论文及案例，包括不同软件、不同行业，选择一些优质论文进行分享学习，节约大家查找和阅读论文的时间。如果对某些论文感兴趣的话，可以自行下载仔细研读。

    首先来一篇小编小案例论文——子模型介绍。

    在商用车底盘附件的概念设计、定型阶段，需要多达十几轮的方案校验，如仍采用传统的整体分析方法，很难保障开发节点。

1、精度：为保障分析精度，网格需足够密集，导致分析规模越来越大；

2、硬件：规模增大，势必耗费大量存储空间和计算时间。

针对上述精度与硬件产生的矛盾，高级有限元技术-子模型可以很好地解决。子模型基于圣维南原理，即如果实际分布载荷被等效载荷代替以后，应力和应变只在载荷施加的位置附近有改变。如果子模型的关心位置远离边界，则子模型内可以得到较精确的结果。

1、 子模型分析步骤

针对车架油箱系统安装支架进行子模型分析，具体步骤如下：

（1）对整体模型进行建模分析。对整车整体模型划分相对粗糙的网格，进行求解，在HyperMesh/ OptiStruct中，保存.op2后缀文件结果。

（2）对子模型建模，并使子模型与在整体模型坐标系中位置一致。将强度分析的油箱托架重新细分网格，保存子模型。

（3）提取子模型切割边界条件。在子模型前处理界面内，读入整体模型结果文件，提取边界上节点的位移结果作为边界。

（4）子模型分析。施加除了切割边界条件以外的其他约束和边界。

（5）结果验证。比较整体模型和子模型的相对应位置应力结果是否一致，验证子模型的切割边界是否正确。特别注意，切割边界不宜离关心区域过近，否则结果不一致，需重新确定切割边界重新计算。

（6）优化设计。基于子模型技术，对零件进行优化设计。

2、子模型方法应用

    整体模型网格数量为172万，求解30分钟。在同样的资源情况下，子模型网格数量为5万，计算时间仅为5分钟，大大节约了计算时间。子模型技术是一种高级有限元分析方法，可以在工程中各个领域中应用。