模型分析的案例
基于ANSYS WORKBENCH的子模型分析技術(shù)
【問題背景】
在經(jīng)典界面中有子模型分析技術(shù)，那么這種技術(shù)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(shù)。
【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(yīng)力。
【問題分析】
該問題中存在應(yīng)力集中，應(yīng)力集中發(fā)生在孔的上下邊沿。
為了得到應(yīng)力的收斂值，需要對應(yīng)力集中點(diǎn)反復(fù)加密網(wǎng)格，然后對整個板進(jìn)行計(jì)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(fù)雜，這樣反復(fù)計(jì)算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
經(jīng)典界面中子模型法操作復(fù)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(jìn)行操作。
WB中，首先創(chuàng)建粗糙模型并進(jìn)行分析；
然后拷貝粗糙模型分析系統(tǒng)得到子模型分析系統(tǒng)，并建立粗糙模型與子模型分析系統(tǒng)的關(guān)系；
接著修改子模型分析系統(tǒng)中的幾何模型，只取與應(yīng)力集中點(diǎn)周圍的部分幾何體；
然后導(dǎo)入粗糙模型在切割邊界處的位移，根據(jù)此來計(jì)算子模型的應(yīng)力；
對子模型反復(fù)加密網(wǎng)格，就可以得到應(yīng)力集中點(diǎn)的精確解。
【求解過程】
1.分析粗糙模型。
（1）創(chuàng)建靜力學(xué)分析系統(tǒng)。
（2）創(chuàng)建幾何模型。
選擇長度單位是毫米，創(chuàng)建一個草圖
然后根據(jù)該草圖形成面體。
并設(shè)置對該面體進(jìn)行2D分析。
（3）劃分網(wǎng)格。
自動劃分。此時使用粗糙的網(wǎng)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(yīng)力。
得到X方向的正應(yīng)力如下圖。
可見，在孔的上下兩邊，應(yīng)力最大,為2.7Mpa。
那么真正的最大應(yīng)力是多少呢？
下面使用子模型加密得到。
2.分析子模型。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | 利用Marc模型部件功能進(jìn)行多個模型分析結(jié)果比較
Marc中模型部件（Model Section）功能介紹
自Marc2013版開始，Marc就擁有了一個比預(yù)狀態(tài)（PRE STATE）更靈活的多工步分析功能。PRE STATE雖然是一個很好的功能，但它是通過后處理結(jié)果文件來傳遞數(shù)據(jù)，不僅要求所有需要的數(shù)據(jù)均要存在結(jié)果文件中，而且前一個分析結(jié)束前也不能建立出后一個分析的完整模型。為了避免PRE STATE功能的限制，更好傳遞各個分析階段的數(shù)據(jù)，可以采用模型部件功能來進(jìn)行分析。Marc2013版本的模型部件可用于結(jié)構(gòu)、熱以及熱機(jī)耦合分析之中。近幾年，模型部件的功能又有新的擴(kuò)展，目前該功能可以用于擴(kuò)散-熱等更復(fù)雜的多物理場分析中；模型部件文件默認(rèn)設(shè)置已采用壓縮模式以提高輸出和導(dǎo)入的速度，也節(jié)省了所需的硬盤空間。
一個模型部件代表一個自我包容的有限元模型，即包括節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、單元節(jié)點(diǎn)編號、材料模型和結(jié)果數(shù)據(jù)如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、溫度等。當(dāng)在多工步仿真采用了模型部件，可以將前一個工步分析得到的模型部件包括在當(dāng)前的工步中，不需知道模型中有多少個單元或采用了何種材料本構(gòu)模型。模型部件的使用方法大致如下：
■ Marc分析的輸入文件中采用CREATE SEC 選項(xiàng)來定義模型部件。每個模型部件存在一個文件中，在每個分析成功結(jié)束時產(chǎn)生。產(chǎn)生模型部件的分析，可以是不加任何載荷的（只有增量步0），也可以是具有多個增量步的，分析結(jié)束時的狀態(tài)會存在模型部件中。
■ 采用IMPORT SEC 選項(xiàng)可以將前面定義的模型部件包含進(jìn)來。如前所述，所有的信息都在模型部件中，包括材料本構(gòu)模型和使用的單元以及完整的求解狀態(tài)。當(dāng)定義接觸體，可以直接將一個模型部件為一個變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到模型部件中。輸入的模型部件可以重新定位，包括平移、旋轉(zhuǎn)等，這對采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便的。
展開 基于Hypermesh和Abaqus的子模型分析
因此要保證全局模型在子模型邊界上有足夠細(xì)化的網(wǎng)格，另外還要盡量選擇位移變化不劇烈的位置作為子模型邊界。
2.子模型分析簡單實(shí)例
1）支架幾何模型及其網(wǎng)格劃分
注1：單個零件劃分網(wǎng)格時，為了劃分方便，可能在Hypermesh中創(chuàng)建了多個Component組件以放置零件分割后不同部位的網(wǎng)格。在輸出inp文件之前，使用Hypermesh的Organize功能將網(wǎng)格放在同一個Component中。
注2：Component的名稱不能出現(xiàn)數(shù)字，否則導(dǎo)入到Abaqus中將可能出現(xiàn)沒有網(wǎng)格信息的情況。
2）子模型屬性設(shè)置和子模型邊界條件設(shè)置
子模型屬性設(shè)置中需輸入全局模型的結(jié)果文件名。需要讀入的全局模型結(jié)果文件包括.odb文件（或.fil文件）和.prt文件，這些文件都應(yīng)該在該計(jì)算模型所對應(yīng)的工作路徑下。
上述子模型邊界條件設(shè)置的含義為：子模型邊界上的驅(qū)動變量為位移U1、U2和U3，讀入全局模型中第一個分析步的位移結(jié)果。對于同一個分析步，全局模型和子模型的增量步長可以不一樣，Abaqus會自動對其進(jìn)行插值處理（對于大變形分析也沒有問題）。
建立第一個子模型時仍然使用全局模型在此部位原有的網(wǎng)格，將子模型的分析結(jié)果和全局模型的分析結(jié)果相比較，如果二者幾乎完全相同，就可以初步驗(yàn)證子模型的各項(xiàng)參數(shù)是正確的。
然后再對子模型進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，得到更精確的分析結(jié)果。
子模型分析包括以下幾個基本步驟。
（1）完成對全局模型的分析，并保存子模型邊界附近的分析結(jié)果；
（2）創(chuàng)建子模型，定義子模型邊界；
（3）設(shè)置各個分析步中的驅(qū)動變量；
（4）設(shè)置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束；
（5）提交對子模型的分析，檢查分析結(jié)果。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | 利用Marc模型部件功能進(jìn)行多個模型分析結(jié)果比較
Marc中模型部件（Model Section）功能介紹
自Marc2013版開始，Marc就擁有了一個比預(yù)狀態(tài)（PRE STATE）更靈活的多工步分析功能。PRE STATE雖然是一個很好的功能，但它是通過后處理結(jié)果文件來傳遞數(shù)據(jù)，不僅要求所有需要的數(shù)據(jù)均要存在結(jié)果文件中，而且前一個分析結(jié)束前也不能建立出后一個分析的完整模型。為了避免PRE STATE功能的限制，更好傳遞各個分析階段的數(shù)據(jù)，可以采用模型部件功能來進(jìn)行分析。Marc2013版本的模型部件可用于結(jié)構(gòu)、熱以及熱機(jī)耦合分析之中。近幾年，模型部件的功能又有新的擴(kuò)展，目前該功能可以用于擴(kuò)散-熱等更復(fù)雜的多物理場分析中；模型部件文件默認(rèn)設(shè)置已采用壓縮模式以提高輸出和導(dǎo)入的速度，也節(jié)省了所需的硬盤空間。
一個模型部件代表一個自我包容的有限元模型，即包括節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、單元節(jié)點(diǎn)編號、材料模型和結(jié)果數(shù)據(jù)如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、溫度等。當(dāng)在多工步仿真采用了模型部件，可以將前一個工步分析得到的模型部件包括在當(dāng)前的工步中，不需知道模型中有多少個單元或采用了何種材料本構(gòu)模型。模型部件的使用方法大致如下：
■ Marc分析的輸入文件中采用CREATE SEC 選項(xiàng)來定義模型部件。每個模型部件存在一個文件中，在每個分析成功結(jié)束時產(chǎn)生。產(chǎn)生模型部件的分析，可以是不加任何載荷的（只有增量步0），也可以是具有多個增量步的，分析結(jié)束時的狀態(tài)會存在模型部件中。
■ 采用IMPORT SEC 選項(xiàng)可以將前面定義的模型部件包含進(jìn)來。如前所述，所有的信息都在模型部件中，包括材料本構(gòu)模型和使用的單元以及完整的求解狀態(tài)。當(dāng)定義接觸體，可以直接將一個模型部件為一個變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到模型部件中。輸入的模型部件可以重新定位，包括平移、旋轉(zhuǎn)等，這對采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便的。
展開 
ANSYS Workbench子模型分析實(shí)例
在WB19.0中使用子模型方法進(jìn)行求解一般步驟如下：
1．創(chuàng)建幾何模型；
2．創(chuàng)建子模型分析項(xiàng)目，如圖18-2所示，單擊Geometry右鍵選擇Duplicate復(fù)制幾何模型；
3．在子模型分析項(xiàng)目中進(jìn)行切分，獲得子模型分析的局部幾何體；
4．完成粗糙網(wǎng)格的整體模型的求解；
5．將求解結(jié)果與子模型分析項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，同時加載到子模型切割邊界，如圖2所示，設(shè)置整體分析項(xiàng)目下Solution到子模型Setup中的連接；
6．在子模型分析項(xiàng)目中細(xì)化網(wǎng)格完成更為精確地求解；
7．結(jié)果后處理。
圖2 創(chuàng)建分析項(xiàng)目和數(shù)據(jù)連接
子模型分析實(shí)例—直角支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析
本例以直角支撐機(jī)構(gòu)為分析對象，為讀者詳細(xì)介紹如何使用WB19.0進(jìn)行子模型方法的應(yīng)用，通過每一步的操作設(shè)置以及最終分析結(jié)果對比，使讀者能夠更好的掌握該方法的使用。
1. 問題描述
如圖3所示直角支撐板結(jié)構(gòu)，厚度為10mm，其過渡圓角為8mm，分析在受到豎直向下的掛載力作用時結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力分布情況。
圖3 直角板幾何示意圖
2. 幾何建模
幾何體建模分為兩部分內(nèi)容，分別為整體幾何建模和子模型局部幾何體建模，下面分別作介紹。
1．整體幾何建模
（1）進(jìn)入DM編輯窗口建立幾何模型，如圖4所示為幾何模型草圖，各長度按照圖中給定的進(jìn)行繪制。
圖4 幾何草圖
（2）退出草圖編輯，依次單擊菜單欄中的ConceptàSurfaces From Sketches，生成幾何面，然后在其詳細(xì)設(shè)置窗口中的Thickness輸入10mm，完成后單擊Generate生成模型，如圖5所示。
展開 實(shí)例篇：裝配體的子模型分析 ￥2
實(shí)例篇：裝配體的子模型分析
距離十一長假也剩不了幾天了，沒想到我會在這個時候更新吧~
驚不驚喜？意不意外？
好吧，先說正題
今天帶來的是裝配體的子模型分析，之前我們有帶來過單個零部件的子模型分析，分析的目的是從粗略的網(wǎng)格中挑選出值得注意的地方進(jìn)行精細(xì)化的分析，而今天，我們將進(jìn)一步的講解分析過程，說一說在裝配體中進(jìn)行分析的步驟。
Moldex3D仿真分析之薄殼模型分析
所以 3D (實(shí)體模型) CAE 分析的需求日益增加。
特征
傳統(tǒng)的薄殼模型分析需轉(zhuǎn)換成「中間面」模型。若是具有不同厚度的復(fù)雜模塊，轉(zhuǎn)換的作業(yè)十分困難，粗短的塑件很難判斷中間面，需要時間來累積轉(zhuǎn)換的經(jīng)驗(yàn)。而且，部分塑件的特征會被忽略，例如圓角，厚度轉(zhuǎn)換的區(qū)域。在實(shí)體分析中，用戶可自行考慮上述因素。
無法判斷中間面中粗短的塑件
實(shí)體分析的結(jié)果會比傳統(tǒng)薄殼分析更合理，例如噴泉流、轉(zhuǎn)角效應(yīng)以及纖維材料翹曲等等。Moldex3D 實(shí)體模型分析提供高效能運(yùn)算以及輸出接口，用戶可預(yù)測可能的成型效果。
真實(shí) 3D 流動模式
支持的元素類型
Moldex3D 支持大多數(shù)的實(shí)體模型，包含 TETRA、HEXA、PYRAMID、PRISM 等等。若要處理大型網(wǎng)格模型，Moldex3D 可直接分析具有上百萬元素的實(shí)體模型。一般而言，實(shí)體建模最簡易的方式，就是在 TETRA 產(chǎn)生元素?？稍谝惶靸?nèi)就可以為大多數(shù)的產(chǎn)品，建構(gòu) TETRA 實(shí)體建模。但是有些實(shí)體具有比較復(fù)雜的幾何，僅使用一個元素類型不足以建立實(shí)際的幾何。如下圖所示，Moldex3D 研發(fā)出最先進(jìn)的技術(shù)，提供用戶實(shí)體模型分析混合式網(wǎng)格。這項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢可協(xié)助用戶彈性減少元素總量，仍然可維持良好的準(zhǔn)確度來處理相同幾何的實(shí)體。若使用者熟捻此技術(shù)后，更能體驗(yàn)到這項(xiàng)技術(shù)帶來的效果。
實(shí)體劃分的混合元素
網(wǎng)格需求
開始分析之前，網(wǎng)格質(zhì)量與分辨率會影響運(yùn)算。所以必須測量網(wǎng)格的質(zhì)量。
網(wǎng)格品質(zhì)
Moldex3D 提供四個測量網(wǎng)格質(zhì)量的條件。分別是，展弦比 (Aspect Ratio)，歪斜率 (Skewness)，正交度 (Orthogonality)和平滑度 (Smoothness)。展弦比是根據(jù)元素本身，而其他三個條件則是根據(jù)網(wǎng)格與其周圍網(wǎng)格之間的拓?fù)?。如果網(wǎng)格質(zhì)量不佳，會嚴(yán)重影響運(yùn)算。
展開 Abaqus子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù) 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解文檔下載
02
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子模型
鋼架分析模型
如果已經(jīng)完成了一個結(jié)構(gòu)分析，想要用更精細(xì)化的模型來研究該結(jié)構(gòu)的局部響應(yīng)，那么我們可以使用子模型分析技術(shù)來完成這個想法。
子模型是整體模型的局部區(qū)域，它可以具有更精細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)或網(wǎng)格劃分，通過將整體分析中截?cái)嗝嫔系妮d荷或位移傳遞給子模型邊界的方法，來驅(qū)動子模型進(jìn)行分析。
子模型使用不同的單元并增加了8顆螺栓
在此鋼架分析的案例中，整體模型中沒考慮細(xì)節(jié)連接形式，采用了比較粗糙的S4R殼單元，而在子模型里我們采用精細(xì)化的幾何結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格，將螺栓連接考慮在內(nèi)，單元類型都采用C3D8I實(shí)體單元，子模型的第一個分析步施加螺栓預(yù)緊力，第二個分析步施加子模型邊界驅(qū)動。
子模型邊界驅(qū)動方式分為基于節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動（通過Load模塊BC-Submodel設(shè)置）和基于面的驅(qū)動（通過Load模塊Load-Submodel設(shè)置）。相較于整體模型，局部（子模型區(qū)域）剛度變化較大時宜采用基于面的驅(qū)動，但它只支持實(shí)體-實(shí)體單元，且僅在靜力學(xué)分析中可以使用；基于節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動使用范圍較廣，支持多種單元類型之間的驅(qū)動，其中就包括此鋼架分析中使用的殼-實(shí)體單元，并且可以在Standard/Explicit之間的相互驅(qū)動；同一個子模型中兩種驅(qū)動方式可以混合使用。
展開 基于HyperWorks的子模型技術(shù)分析步驟
在商用車底盤附件的概念設(shè)計(jì)、定型階段，需要多達(dá)十幾輪的方案校驗(yàn)，如仍采用傳統(tǒng)的整體分析方法，很難保障開發(fā)節(jié)點(diǎn)。
1、精度：為保障分析精度，網(wǎng)格需足夠密集，導(dǎo)致分析規(guī)模越來越大；
2、硬件：規(guī)模增大，勢必耗費(fèi)大量存儲空間和計(jì)算時間。
針對上述精度與硬件產(chǎn)生的矛盾，高級有限元技術(shù)-子模型可以很好地解決。子模型基于圣維南原理，即如果實(shí)際分布載荷被等效載荷代替以后，應(yīng)力和應(yīng)變只在載荷施加的位置附近有改變。如果子模型的關(guān)心位置遠(yuǎn)離邊界，則子模型內(nèi)可以得到較精確的結(jié)果。
1、 子模型分析步驟
針對車架油箱系統(tǒng)安裝支架進(jìn)行子模型分析，具體步驟如下：
（1）對整體模型進(jìn)行建模分析。對整車整體模型劃分相對粗糙的網(wǎng)格，進(jìn)行求解，在HyperMesh/ OptiStruct中，保存.op2后綴文件結(jié)果。
（2）對子模型建模，并使子模型與在整體模型坐標(biāo)系中位置一致。將強(qiáng)度分析的油箱托架重新細(xì)分網(wǎng)格，保存子模型。
（3）提取子模型切割邊界條件。在子模型前處理界面內(nèi)，讀入整體模型結(jié)果文件，提取邊界上節(jié)點(diǎn)的位移結(jié)果作為邊界。
（4）子模型分析。施加除了切割邊界條件以外的其他約束和邊界。
（5）結(jié)果驗(yàn)證。比較整體模型和子模型的相對應(yīng)位置應(yīng)力結(jié)果是否一致，驗(yàn)證子模型的切割邊界是否正確。特別注意，切割邊界不宜離關(guān)心區(qū)域過近，否則結(jié)果不一致，需重新確定切割邊界重新計(jì)算。
（6）優(yōu)化設(shè)計(jì)?；谧?em>模型技術(shù)，對零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2、子模型方法應(yīng)用
整體模型網(wǎng)格數(shù)量為172萬，求解30分鐘。在同樣的資源情況下，子模型網(wǎng)格數(shù)量為5萬，計(jì)算時間僅為5分鐘，大大節(jié)約了計(jì)算時間。子模型技術(shù)是一種高級有限元分析方法，可以在工程中各個領(lǐng)域中應(yīng)用。
展開 ANSYS子模型分析的一般步驟-實(shí)例講解
子模型分析的一般步驟
子模型分析的過程一般包括以下步驟：
1、 生成并分析較粗糙的模型。
2、 生成子模型。
3、 提供切割邊界插值。
4、 分析子模型。
5、 驗(yàn)證切割邊界和應(yīng)力集中區(qū)域的距離應(yīng)足夠遠(yuǎn)。
第一步：生成并分析較粗糙的模型
第一個步驟是對整體建模并分析。（注:為了方便區(qū)分這個原始模型，我們將其稱為粗糙模型。這并不表示模型的網(wǎng)格劃分必須是粗糙的，而是說模型的網(wǎng)格劃分相對子模型的網(wǎng)格是較粗糙的。）
分析類型可以是靜態(tài)或瞬態(tài)的，其操作、分析的步驟與一般分析相同。下面列出了其它的一些要特別注意的方面：
（1） 文件名——粗糙模型和子模型應(yīng)該使用不同的文件名。這樣既可以保證文件不被覆蓋，而且在切割邊界插值時可以方便地指出粗糙模型的文件。用下列方法指定文件名：
Command: /FILNAME
GUI: Utility Menu>File>Change Jobname
（2） 單元類型——子模型技術(shù)只能使用體單元和殼單元。分析模型中可以有其他單元類型（如梁單元作為加強(qiáng)筋），但切割邊界只能經(jīng)過體和殼單元。
（3） 建?！诤芏嗲闆r下，粗糙模型不需要包含局部的細(xì)節(jié)如圓角等，如圖2所示。但是，有限元網(wǎng)格必須細(xì)化到足以得到較準(zhǔn)確的位移解。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樽?em>模型的結(jié)果是根據(jù)切割邊界的位移解插值得到的。
圖2 粗糙模型可以不包括一些細(xì)節(jié)部分
（4） 文件——結(jié)果文件（Jobname.RST,Jobname.RMG等）和數(shù)據(jù)庫文件（Jobname.DB,包含幾何模型）在粗糙模型分析中是需要的。在生成子模型前應(yīng)存儲數(shù)據(jù)庫文件。
展開 ABAQUS案例-旋轉(zhuǎn)對稱子模型分析及旋轉(zhuǎn)對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應(yīng)力位移分析與過約束檢查 ￥3
旋轉(zhuǎn)對稱分析可以大大降低工作量以及計(jì)算量，本實(shí)例（附件中inp文件）演示了在何種情況下以及如何采用旋轉(zhuǎn)對稱子模型進(jìn)行整結(jié)構(gòu)分析。本實(shí)例中采用了旋轉(zhuǎn)對稱子模型分析結(jié)構(gòu)在溫度場和過盈裝配下的應(yīng)力位移分布及計(jì)算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標(biāo)系下查看應(yīng)力和位移。
多種螺栓連接模型的有限元分析與研究（含算例CAE模型） ￥9.9
模態(tài)分析結(jié)果：
（3）結(jié)果數(shù)據(jù)對比分析
對比5種螺栓連接約束模型的分析結(jié)果（上表所示），其余4種簡化模型分析結(jié)果相對于3D螺栓結(jié)果的偏差率大多數(shù)在1%左右，可認(rèn)為精度在3%內(nèi)；
One KCoup類型和KCoup+Beam+ KCoup類型計(jì)算結(jié)果一樣；
KCoup+B31+ KCoup中，B31單元保留了螺栓的剛度和質(zhì)量，結(jié)果更接近3D螺栓模型；
KCoup+ B31+ KCoup+預(yù)緊力中，B31單元加載了預(yù)緊力，剛度相對無預(yù)緊力的大，所以分析結(jié)果的頻率相對無預(yù)緊力的大。
三、結(jié)論
綜合5種螺栓連接約束模型的分析結(jié)果，有如下結(jié)論：
1) 如果模型中螺栓/釘連接處較多，且螺栓/釘相對模型尺寸比較?。∕2左右），采用One KCoup類型；
2) 如果模型中螺栓/釘連接處較少，且螺栓/釘相對模型尺寸比較大，螺栓質(zhì)量在動力性分析中不可忽略時，則采用KCoup+B31+ KCoup類型；
3) 如果模型中螺栓/釘連接處較多，且螺栓/釘質(zhì)量不可忽略時，則可調(diào)整模型零部件的密度，彌補(bǔ)螺栓質(zhì)量損失，同時采用One KCoup或KCoup+Beam+ KCoup類型創(chuàng)建連接；
4) 在模擬單個或幾個螺栓/釘?shù)倪B接情況，且需要關(guān)注螺栓連接細(xì)節(jié)時，則采用3D螺栓+預(yù)緊力類型。
展開 Workbench14.5—子模型應(yīng)用分析
子模型分析，14.5之前的版本如果要分析，需要在模塊中插入APDL命令，相應(yīng)的分析，新版本，增加了子模型的功能，可操作性更強(qiáng)，下面用一個實(shí)例講解（14.5新功能里面對此有介紹），如何應(yīng)用新版本對子模型進(jìn)行分析。當(dāng)然歡迎論壇中的朋友，把14.5版本中的新功能，做成實(shí)例，供大家學(xué)習(xí)。
實(shí)例—WB14.5子模型分析.pdf
隧道BIM模型基于達(dá)索3DEXPERIENCE平臺的數(shù)值分析研究
馮山群 中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 天津 300142
摘要：作為主流BIM軟件，達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺中的計(jì)算模塊SIMULIA集成了傳統(tǒng)計(jì)算軟件ABAQUS的部分功能，實(shí)現(xiàn)了從BIM模型到計(jì)算模型在同一平臺上的轉(zhuǎn)換，但在達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺的當(dāng)前版本中計(jì)算模型的塑性材料參數(shù)及本構(gòu)模型無法添加，涉及地層結(jié)構(gòu)模型的數(shù)值分析也就無法實(shí)現(xiàn)。本文依托隧道BIM模型，針對塑性材料參數(shù)及本構(gòu)模型無法添加的問題開展了深入研究，形成了一套自動化程度較高的計(jì)算流程，并通過實(shí)例分析證明研究成果可行。此研究方法具有普適性，對于模型分析過程中遇到的其它類似情況同樣適用。
關(guān)鍵詞：達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺，隧道BIM，塑性參數(shù)，本構(gòu)模型，計(jì)算流程
引言
BIM技術(shù)是目前土木行業(yè)三維應(yīng)用最為流行的產(chǎn)品理念，相較于傳統(tǒng)二維圖紙，信息化的BIM模型為未來土木行業(yè)朝著更智能化方向發(fā)展提供了無限可能，基于BIM模型的數(shù)值分析就是其中一個重要研究方向。
在傳統(tǒng)數(shù)值分析中，計(jì)算模型需要在計(jì)算軟件中生成，由于計(jì)算軟件建模功能有限，造成了建模工作量大和模型精度不高的問題。隨著BIM技術(shù)的出現(xiàn)，軟件公司開始嘗試通過導(dǎo)入BIM模型進(jìn)行數(shù)值分析，但由于接口問題會不可避免的造成模型數(shù)據(jù)的損失。軟件集成是解決軟件間接口問題的有效手段，作為主流BIM軟件之一，達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺數(shù)值分析模塊SIMULIA集成了傳統(tǒng)計(jì)算軟件ABAQUS，在平臺中可以直接由建模模塊切換到計(jì)算模塊，當(dāng)建模模塊中的模型參數(shù)變化時計(jì)算模塊中的計(jì)算模型聯(lián)動，極大提高了計(jì)算效率。
展開 基于子模型-全局模型技術(shù)的微動疲勞Abaqus有限元分析
本說明書首次提出了基于子模型和全局模型技術(shù)的微動疲勞有限元模擬方法，并利用晶體塑性有限元方法模擬了pad和軸向體應(yīng)力作用下specimen的微動疲勞過程，并根據(jù)等效塑性應(yīng)變分布云圖識別出模型內(nèi)部和接觸表面最先發(fā)生起裂的薄弱部位。我們所提出的方法考慮了試樣晶粒尺寸、形態(tài)和組構(gòu)等細(xì)觀特征，克服了宏-細(xì)觀尺度耦合問題，可從物理層面分析試樣的微動疲勞特征并預(yù)測其初始起裂壽命。
本計(jì)算任務(wù)書主要說明了利用Abaqus軟件完成的300次循環(huán)加載的微動疲勞模擬結(jié)果。
2 仿真計(jì)算采用的設(shè)備基本情況（CPU、內(nèi)存等）
計(jì)算采用移動工作站Dell Precision 7550，CPU為至強(qiáng)W-10885M四核處理器；內(nèi)存為128GB。
3 計(jì)算模型的處理技術(shù)
（1）子模型-全局模型耦合技術(shù)
（2）晶體塑性有限元模擬技術(shù)
圖1 計(jì)算模型設(shè)計(jì)（a為接觸半寬）
計(jì)算模型采用了子模型-全局模型耦合技術(shù)。模型尺寸如圖1所示。
子模型微動疲勞模擬技術(shù)可歸納為如下步驟：(a)第一步，分別建立粗網(wǎng)格全局模型和局部區(qū)域細(xì)化的子模型，并沿子模型邊界部位切割全局模型；(b)第二步，對宏觀全局模型進(jìn)行微動疲勞分析，并保存子模型邊界附近的分析結(jié)果；(c)第三步，定義子模型邊界，設(shè)置各個分析步中的驅(qū)動變量(driven variables)，并對細(xì)觀子模型進(jìn)行微動疲勞分析；(d)第四步，比較全局模型和子模型在子模型邊界附近的分析結(jié)果，驗(yàn)證子模型設(shè)置的有效性。
4 方法計(jì)算的機(jī)時耗費(fèi)情況
計(jì)算耗費(fèi)時間約20個小時。
5仿真計(jì)算的結(jié)果分析
圖2 豎向荷載作用下，試驗(yàn)的(a)全局模型, (b)子模型區(qū)域范圍內(nèi)的全局模型, (c)子模型Mises應(yīng)力云圖和(d) 底部邊界應(yīng)力曲線。
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