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背景介紹

前段時間，看見“MoreGuo”發了一貼“ANSYS加載預變形的分析例子”，非常好。利用子模型加載預變形，

該貼鏈接為http://www.yqgqt.org.cn/content/post/282973。

剛好最近自己也在做這方面的內容。但該貼缺少子模型技術的操作流程。百度了一下，特轉載。

以下內容轉自宋博士的博客“基于ANSYS WORKBENCH的子模型分析技術”

該貼鏈接為http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102v7xd.html

借花獻佛，供大家借鑒參考。

【問題背景】

在經典界面中有子模型分析技術，那么這種技術能否在WB中使用呢？

答案是肯定的。

本算例說明如何在WB中使用子模型技術。

 

【問題描述】

一塊開孔薄板，左邊固定，右邊施加1MPa的拉力，求板中的最大應力。

 

【問題分析】

該問題中存在應力集中，應力集中發生在孔的上下邊沿。

為了得到應力的收斂值，需要對應力集中點反復加密網格，然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言，這種方法是可以的。但是如果板很復雜，這樣反復計算耗時很長。

比較合理的方法是使用子模型法。

經典界面中子模型法操作復雜，而WB則對子模型法提供了完美的支持。本算例說明如何在WB中用子模型法進行操作。

WB中，首先創建粗糙模型并進行分析；

然后拷貝粗糙模型分析系統得到子模型分析系統，并建立粗糙模型與子模型分析系統的關系；

接著修改子模型分析系統中的幾何模型，只取與應力集中點周圍的部分幾何體；

然后導入粗糙模型在切割邊界處的位移，根據此來計算子模型的應力；

對子模型反復加密網格，就可以得到應力集中點的精確解。

 

【求解過程】

1.分析粗糙模型。

（1）創建靜力學分析系統。

（2）創建幾何模型。

選擇長度單位是毫米，創建一個草圖

然后根據該草圖形成面體。

并設置對該面體進行2D分析。

（3）劃分網格。

自動劃分。此時使用粗糙的網格劃分。

（4）定義邊界條件。

固定左邊線。

右邊線施加1Mpa的均布載荷。

（5）求解并查看應力。

得到X方向的正應力如下圖。

可見，在孔的上下兩邊，應力最大,為2.7Mpa。

那么真正的最大應力是多少呢？

下面使用子模型加密得到。

2.分析子模型。

（1）創建子模型分析系統。

拷貝上述分析系統，得到新的模型分析系統。

建立粗糙模型系統和子模型系統的連接關系，如下圖。

上圖意味著要把粗糙模型的分析結果導入到子模型分析系統中。

下面的操作均在子模型分析系統中進行。

（2）創建子模型。

雙擊子模型分析系統的geometry單元格，進入到DM中，修改原始模型。

首先進入草圖，在原來的圓外面再繪制一個大圓，直徑是18mm，并裁剪掉外面的矩形。

重新生成面體

退出DM.

然后更新子模型系統的SETUP單元格，結果如下圖

（3）劃分網格。

雙擊setup單元格，進入子模型分析系統中，此時劃分的網格模型如下圖。

細分網格。

（4）設置邊界條件。

首先SUPRESS前面的固定邊界條件和力的邊界條件。

然后對于新出現的submodeling，單擊選中，在右鍵菜單中插入位移。

并選擇大圓作為導入位移的邊界。

接著導入粗糙模型中對應處的位移。

結果如下

（5）計算并后處理。

求解，觀察應力結果。

可見，最大應力增加到3.04MPa.

繼續加大網格密度。對于內圈加密第一次。

結果如下圖

可見，應力增加很少，可以認為已經達到收斂。