ABAQUS中子模型的应用方法

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了子模型技术，一种在全局模型分析结果基础上，使用细化网格对模型局部进行进一步分析的方法。这种方法可以在较小的计算代价下得到更精确的结果。文章以ABAQUS软件为例，详细阐述了子模型分析步骤，包括生成并分析粗糙模型、子模型准备、边界定义以及作业提交等。通过实例展示了子模型技术在减少计算量同时提高分析精度方面的优势，为工程师在设计阶段进行多轮方案校验提供了有效的工具。

一、概述

        子模型技术是在全局模型分析结果的基础上，使用细化网格对模型的局部做进一步分析，以较小的计算代价得到更精确的结果。子模型技术在很多软件中都有应用，本文对ABAQUS如何采用子模型进行分析进行介绍，方便大家学习和掌握此技术。

在很多企业的概念设计、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。这是由于很多因素导致的，最主要的因素如下两点

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。

二、ABAQUS中子模型分析步骤

一、概述

        子模型技术是在全局模型分析结果的基础上，使用细化网格对模型的局部做进一步分析，以较小的计算代价得到更精确的结果。本文以一个小例子进行示例，希望大家更好地理解和应用本项技术。

二、ABAQUS中子模型分析步骤

1) 生成并分析粗糙的模型，得到odb文件；

2) 子模型准备：

      通过模型树，来复 制一个与原粗糙模型一样的模型；

     注：model->EditAttributes->submodeling->read data from job(整体模型结果文件，只需输入名字即可)。

     不关心的区域进行cut，只留下关心的区域；

     重新细划分submodel的网格；

    注：子模型技术只支持实体单元和壳单元，原粗糙和子模型均采用实体单元或壳单元。

3) 边界定义

   去除原模型所有的载荷和边界条件；

• 重新定义2）步骤中切割面的边界条件；

• 在定义子模型的边界条件，需要选择相应的分析步，边界条件类型选择other-Submodel，在弹出的对话框中，输入Degrees of freedom

（想要得到的自由度结果，如1,2,3,4,5,6）：同时需要设定Globalstep

 number：读入原有粗糙模型的第几个分析步的结果，如1；

   4) 进入Job模块，删除原有的作业，重新定义一个别的名称的job，提交

分析得到结果。

三、子模型分析实例

1. 整体分析

      如图1为整体模型：

整体模型网格划分：

整体模型应力云图：

2.  子模型分析

         将整体分析的模型进行copy，去除非关注区域，对关注区域进行网格细化处理，如下图所示：

边界重新定义并设定驱动变量：

结果评价：可以看出细化后的应力云图更精确些，也相对减少了很多计算量。