子結構簡單例子

子結構(substructure)雖然并不是什么新東西,但以前版本的CAE并不支持還是給使用者帶來了很大麻煩,從6.11開始CAE已經可以支持部分的substructure命令,做了一個小例子,拋磚引玉吧,跟大家一直學習。
1.什么是子結構
 子結構是一組單元的集合,他們的內部結點自由度已經被移除,只保留了部分結點的自由度與外部相連,完全可以想象一個子結構就是一個大的單元。這部分單元在分析中只能是線性響應的,但可以存在大位移。
2.子結構有什么好處
 由于子結構內部結點自由度被移除,不參與計算,因此其整個單元剛度矩陣可以不用每次迭代都重新計算,對于一個大型復雜結構分析而言可以節省大量時間。還有另一個好處,就是子結構可以拷貝,比如在一個模型中有多個相同的部分(當然要預判這些部分是線性響應),就可以把每個這樣的部分做成一個子結構,只需一次計算就可得到其剛度矩陣,在復雜分析中可以靈活運用。
3.子結構分析的步驟
 首先,要對子結構進行計算,目的是得到其剛度矩陣,這是通過一個線性攝動步實現的。
 其次,在整體模型中可以把計算好的子結構當成一個part導入到模型中,完成整體分析。
 最后,在變量輸出里,需要把結果整合一下,顯示整體結果。
好,下面例子開始,是一個桌子,4個腿每個做成一個子結構,與桌面一直作為整體結構。
先給子結構,即桌腿建模,命名為leg,先要把網格劃分好,以備選擇保留結點時用到,在step步里選擇創建Linear perturbation線性攝動步,下面選Substructure generation子結構創建。在
1-1.jpg

Basic選項卡里,需要給子結構起個唯一的標識,子結構單元都是以Z開頭的跟一個1~9999之間的整數,這里取101,這樣在計算之后就會產生一個,leg_Z101.sim就是我們要得到的子結構結果,它可以作為part導入到后續模型中。
2-2.jpg

Load步,由于這是一個線性攝動分析,不用加任何載荷與邊界條件,只需把保留結點設置一下,我選擇了上、下兩個面的結點作為保留結點,上面與桌面Tie在一直,下面全約束,如圖,在BC里設置,上下兩面上的結點6個自由度全部保留。
3-3.jpg

運行分析,得到一系列文件。
下面進行整體分析,新建一個model,命名為desk1,畫桌面,再把前面計算得到的leg_Z101.sim作為part導入,你會發現,子結構的part是半透明顯示的,不用再給子結構設性能了,直接組裝,設置相互接觸,上面的保留結點與桌面TIE在一直。施加面載荷,4個腿的下表面全約束,直接運行。
4.jpg

得到的結果,有一個主模型結果desk1.odb和4個子結構的結果desk1_XXXX.odb,子結構的編號是程序自己設的,每次計算會不一樣,也可在inp里改,默認只顯示主模型的情況,沒有4個腿的結果,需要把4個子結構的結果整合進來,通過下面命令實現,
abq611pr3 substructureCombine baseodb=desk1.odb copyodb=desk1_1201;
abq611pr3 substructureCombine baseodb=desk1.odb copyodb=desk1_2701;
abq611pr3 substructureCombine baseodb=desk1.odb copyodb=desk1_1701;
abq611pr3 substructureCombine baseodb=desk1.odb copyodb=desk1_2201
運行后再打開desk1.odb,得到整體結果
5.jpg

附CAE文件:
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