子結構分析的案例
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
很多實際工程結構都比較龐大，導致完整結構的有限元模型計算量超出計算機的硬件資源，對于具有線性響應的此類問題，可以使用子結構縮聚的方法，在一般配置的計算機上來求解完整結構的響應。
機翼骨架結構幾何模型
在這個機翼骨架分析的案例中，幾何結構包括主梁和翼梁，我們將重復出現的前部翼梁、中部翼梁作為兩個子結構，創建兩個獨立的Model，分別用Step中的Substructure generation為它們創建子結構分析步，并選擇與主梁連接區域的單元節點為保留自由度的節點。
運行子結構分析，將生成的*.sim文件作為Part導入整體分析模型中，通過陣列組裝成為原始結構。
把子結構的保留節點與主梁綁定，劃分主梁網格，檢查縮聚后的整體模型Mesh信息顯示：本來（陣列之后）總數應該是六十多萬個常規單元，變為一萬多個常規單元+幾十個超級單元。
通過子結構創建機翼骨架的整體模型
定義整體模型的邊界條件，創建任務，運算之后，每一個陣列出來的子結構都會對應一個結果文件，打開這些*.odb文件時勾選Append to layers，就能通過圖層疊加的方式將整體模型的計算結果顯示出來。
后處理圖層疊加顯示
顯示機翼骨架整體應力和局部翼梁應力
顯示機翼骨架整體位移和局部翼梁位移
通過這個案例的學習，能夠初步掌握子結構分析的思路，在日常工作中，適當的情況下，我們可以利用子結構技術（可以是多重多級的）將復雜、龐大的整體模型縮減為普通計算機可以駕馭的子結構分析模型。
展開 Abaqus子結構與子模型分析技術-2個工程案例 ￥99.99
機翼骨架結構幾何模型
在這個機翼骨架分析的案例中，幾何結構包括主梁和翼梁，我們將重復出現的前部翼梁、中部翼梁作為兩個子結構，創建兩個獨立的Model，分別用Step中的Substructure generation為它們創建子結構分析步，并選擇與主梁連接區域的單元節點為保留自由度的節點。
運行子結構分析，將生成的*.sim文件作為Part導入整體分析模型中，通過陣列組裝成為原始結構。
把子結構的保留節點與主梁綁定，劃分主梁網格，檢查縮聚后的整體模型Mesh信息顯示：本來（陣列之后）總數應該是六十多萬個常規單元，變為一萬多個常規單元+幾十個超級單元。
通過子結構創建機翼骨架的整體模型
定義整體模型的邊界條件，創建任務，運算之后，每一個陣列出來的子結構都會對應一個結果文件，打開這些*.odb文件時勾選Append to layers，就能通過圖層疊加的方式將整體模型的計算結果顯示出來。
后處理圖層疊加顯示
顯示機翼骨架整體應力和局部翼梁應力
顯示機翼骨架整體位移和局部翼梁位移
通過這個案例的學習，能夠初步掌握子結構分析的思路，在日常工作中，適當的情況下，我們可以利用子結構技術（可以是多重多級的）將復雜、龐大的整體模型縮減為普通計算機可以駕馭的子結構分析模型。
02、子模型
鋼架分析模型
如果已經完成了一個結構分析，想要用更精細化的模型來研究該結構的局部響應，那么我們可以使用子模型分析技術來完成這個想法。
展開 ABAQUS超單元法（子結構法）在多學科優化中的應用
注意事項：
1.ABAQUS子結構調用時需要用到子結構結果文件包括：
子結構庫文件.sup；子結構數據庫文件 .sim ；分析數據庫文件mdl和 .stt；部件文件.prt。引用時要保證這些文件都在相應的文件夾下才可以正確運行。通過關鍵字引用：*ELEMENT, TYPE=Z0001, ELSET=P295;SUBSTRUCTURE_PROPERTY, FILE=substructure；
2.子結構分析生成的結果文件一般都比較大，在基于殘余結構模型進行優化分析時需要調用這些結果。因此在選擇優化軟件時需要考慮文件引用管理，如本文中使用Isight就是可以設置文件位置，即在優化時不需要生成子文件夾，即不需要進行子結構分析結果文件的拷貝復制操作，進一步減少了I/O時間。
總結：ABAQUS子結構法（超單元法）在進行多學科優化，輕量化優化分析中具有明顯的優勢，可以大大提升計算效率。
后續還會介紹LS-DYNA子結構法在碰撞優化分析中的應用。
展開 ANSA中創建Abaqus子結構
1.問題描述
原始分析是靜態載荷案例。車身通過*BOUNDARY, TYPE=FIXED，固定阻尼器裝配位置處的所有自由度。模型中施加了一個集中力，代表千斤頂施加的力。
2.創建子結構
DECK模板下Abaqus模塊中，可以方便快捷的設置子結構，確定子結構邊界面。
通過移動旋轉可以修改子結構的邊界面。
3.輸出子結構
在ANSA中存在子結構分析時，自動提示用戶輸出這個子結構。在相關區域設置需要輸出的子結構。
用戶分析模塊的文件名定義為basic_struct.inp。ANSA自動創建兩個分析模型：
l 用戶模型為basic_struct.inp
l 生成模型為basic_struct_substructure.inp
ANSA中創建Abaqus子結構.pdf
展開 
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
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。
展開 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
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。
展開 工程機械設計中的整體結構有限元分析技術
摘要：本文綜述了以北京航空制造工程研究所為技術依托單位的BQCIMS工程的整體結構分析技術，包括：工程背景與需求，基于ANSYS/APDL平臺的結構模型參數化技術，整體結構的子結構分析與自動化分析流程。最后，整體結構分析在汽車起重機與礦用重型汽車設計中的成功應用，證明了這種技術的實用性。
1 工程背景與需求
以北京航空制造工程研究所為技術依托單位的北京起重機器廠CIMS 工程(簡稱BQCIMS工程)，是國家863CIMS工程資助的北京市信息技術推廣示范項目之一。其中，汽車起重機與礦用重型汽車設計中的工程分析是該項目的核心創新技術與提高企業市場快速反映能力的重要手段。北京航空制造工程研究所推廣應用航空結構設計中的先進分析技術與方法[1]，以國際上先進的工程分析平臺—ANSYS系統[2]為基礎，與北京起重機器廠的工程師們緊密合作，利用ANSYS/APDL語言進行二次開發，建立了適應汽車起重機[3]與礦用重型汽車[4]設計的整體結構工程分析方法。
汽車起重機與礦用重型汽車，作為一類“大力神”產品，具有其特殊的作業環境，要求良好的力學性能，包括剛度、應力水平、變形、抗干擾性能等。對于工程設計人員來說，零件、結構件及整機的力學性能如何？會不會因強度不夠造成破壞事故？這些都是他們必須關心和回答的問題。
對于結構件設計來說，一般地說，它是零部件的組合設計。汽車起重機的主要承力結構件是吊臂、轉臺、車架。礦用重型汽車的主要承力骨架是整體車架，它又是許多結構件的組合，包括支撐架、前車架、中車架、尾架及若干子構件。結構件有限元分析是產品設計的基礎性分析。最基本的分析是進行線性應力分析；對于有些結構件，例如吊臂與車架，還要進行穩定性分析，研究結構件失穩(屈曲)的條件。
對于整體結構設計來說，整體分析是工程師面臨的最直接、最重要的問題。
展開 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
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。
展開 技術鄰《ANSYS結構分析基礎》線下培訓班全國六大中心城市同時開課招生啦！
培訓內容大綱
時間
課程主題
課程內容
上午
1.ANSYS入門
2.ANSYS計算實例
3.ANSYS實體建模
4.ANSYS材料屬性設置
1.介紹ANSYS各種主要功能模塊和可以解決的問題
2.分析實例引入——懸臂梁分析
3.介紹ANSYS DM模塊和ANSYS SCDM模塊的基本用法
4.有限元分析常用材料屬性的設置
下午
1.ANSYS結構網格劃分
2.ANSYS結構后處理技術
3.ANSYS熱分析與熱-結構耦合
1.網格劃分的目的、單元設置與選取
2.整體網格劃分方法
3.局部網格劃分方法
4.后處理實例操作及練習
5.模型簡化與網格適應性驗證
6.穩態熱分析與熱應力分析簡介
7.熱-結構耦合分析實例
上午
1.ANSYS模態分析
2.ANSYS屈曲分析
3.ANSYS瞬態動力學分析
1.模態分析基本概念
2.模態分析案例
3.穩定性問題概述
4.特征值屈曲分析案例
5.非線性屈曲分析案例
6.瞬態動力學分析實例
下午
1.諧響應分析
2.隨機振動分析
3.響應譜分析
4.參數化優化分析
5.子模型分析
6.子結構分析
1.譜分析概述
2.諧響應分析案例
3.隨機振動分析案例
4.響應譜分析案例
5.優化分析概述與案例
6.子模型分析案例
7.子結構分析案例
報名咨詢
電話咨詢：0571-56700501
微信客服：jishulink666
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技術鄰線下培訓
展開 基于Hypermesh和Abaqus的子模型分析
子模型（Submodel）分析技術，可以在全局模型（Globalmodel）分析結果的基礎上，使用細化網格對模型的局部作進一步分析，從而以較小的計算代價得到更精確的結果。
子結構（Substructure）分析技術。在Abaqus中還可以使用子結構分析技術，它在名稱上與子模型很相似，但含義卻完全不同，從某種意義上來說，二者代表的是相反的過程。子模型是在全局模型的基礎上，對局部進行網格細化，作進一步分析；子結構是將模型的局部作為一個整體來處理，縮聚其內部自由度，只保留與外部有連接關系的自由度，從而減小剛度矩陣和質量矩陣的規模和計算量。子結構往往用于具有相同特征和性質的重復性局部結構。
1.子模型分析的幾個基本概念
1）子模型邊界（Submodel boundary）。子模型是從全局模型上切下來的一部分，子模型邊界是指將子模型從全局模型切下來的分割面。
2）驅動變量（Driven variable）。一般是位移。全局模型在子模型上的位移結果，被作為邊界條件來引入子模型。如果全局模型和子模型在子模型邊界上的節點分布不同，Abaqus會對全局模型在此處的位移結果進行插值處理。
3）原來作用在全局模型上的邊界條件、載荷、接觸和約束，如果是位于子模型區域之內的，則在子模型中要保持不變；如果位于子模型區域之外，則在子模型中不再出現。
4）一種容易產生的想法是：能不能去掉所有邊界條件、載荷、接觸和約束，而把整個子模型的所有邊界都定義為子模型邊界，直接讀入全局模型在相應部位的位移結果？這種做法的問題在于，全局模型的網格較粗糙，其位移結果并不能精確地代替子模型中的邊界條件、載荷、接觸和約束。因此，子模型邊界不能隨意設定。
5）全局模型在子模型邊界上的位移結果是否準確，會在很大程度上影響子模型分析結果精度。
展開 MARC子結構應用實例(原創,)
關于MARC中子結構的應用,幫助文檔里有三個例子,比較典型的是齒輪分析和兩個圓柱體接觸分析的
例子,齒輪的例子中指出,完整模型求解為1002S,利用子結構方法求解,總時間為264S,效率得高近
3/4,可見效果較好,本人最近想利用子結構解決問題,苦于沒有參考書籍及文獻,文獻中多以ANSYS的
子結構進行分析,而MARC的幫助文檔中沒有一個完整的操作設置過程,在網上搜到的也都是求助,著
實為難了一番,研究數日,小有收獲,與大家分享.費話不多說,上例子。
參照兩個圓柱接觸的例子，做了兩個長方體接觸的模型，見圖1，下端固定,上端X向固定,Y向施加向下位移,
其它完整模型分析不詳述，求解共計32S。
子結構求解步驟：
1，將每個變形體分為兩部分，分別為子結構部分和超單元部分，如圖2。
2，求解超單元部分的剛度矩陣。將完整模型文件另存一個,如sub1,只保留上部變形體的超單元部
分，其余單元刪除，在超單元上邊界和下邊界（與子結構相連的節點）添加邊界條件DOF-SET
NODES，固定其X，Y兩個方向的位移。命令：boundary conditions-〉structural-〉more-〉dof-
set nodes-〉displacement x/y。
3，超單元設置。在loadcase中，將類型設置為superelement。命令：loadcase-〉type-〉
superelement/
在proerties中，選中dof-set nodes，并在matrix name中設置一個矩陣名稱（很重要，后面要用
到）。
展開 
ABAQUS案例-旋轉對稱子模型分析及旋轉對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應力位移分析與過約束檢查 ￥3
旋轉對稱分析可以大大降低工作量以及計算量，本實例（附件中inp文件）演示了在何種情況下以及如何采用旋轉對稱子模型進行整結構分析。本實例中采用了旋轉對稱子模型分析結構在溫度場和過盈裝配下的應力位移分布及計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系下查看應力和位移。
基于SiPESC平臺大規模并行子結構分析
飛機模型靜力分析
特別鳴謝：
感謝SiPESC軟件所徐鑫對大規模并行子結構所做的研究工作。
基于多重多級子結構的靜力響應并行分析
研究背景及意義
1.超算硬件水平不斷提高，但有限元分析方面沒有與之相適配的有限元計算軟件。
2.不同的計算環境擁有不同的計算性能以及硬件配置，算法往往不能最大限度利用。
3.結構規模龐大，高精度仿真需求，以及多場、多尺度、非線性分析。
傳統并行方法
區域分裂并行：將有限元結構分解為若干子結構對每個子結構進行求解。
有限元單元計算并行：將所有單元按照數據并行的并行模型進行并行。
線性代數方程組求解器并行：對求解線性代數方程組的數值計算進行并行。
多重多級子結構
20世紀70年代, 大連理工大學的鐘萬勰先生在之前子結構主從關系的基礎上，引入了多層級概念以及剛體位移表示方法，將子結構拓展到多維度多層級，提出多重多級子結構理論。
展開 Ansys結構仿真學習指南：從入門到精通（附Ansys結構分析暢銷視頻教程排行）
案例類型豐富，涵蓋模態分析、穩定性分析、地震時程分析、接觸分析、子結構分析、多尺度分析、施工模擬、二次開發等。非常適合ansys結構分析入門。
5、ANSYS Workbench 結構有限元仿真視頻教程（ 共68章節，更新到第67章節）
講解靜力學強度剛度分析及穩定性仿真，對結構仿真中的接觸、材料設置、后處理做詳細講解。
B站
1、ansys workbench機械結構分析實例詳解
主要講解了如何使用ansys workbench分析一些常見的機械結構，包括薄板平面、桁架、軸承、軸零件、夾鉗等。
2、Ansys視頻教程 有限元分析視頻
講解ANSYS操作，包括：靜力學分析，動力學分析，屈曲分析，非線性分析，材料性能方面，接觸分析，耦合分析，熱分析，土木結構分析，優化設計，ANSYS LS-DYNA非線性有限元分析。
福利來啦
作為學習CAE這么久的過來人，說實話，B站免費課程固然多，但是大部分良莠不齊，也有漏課、不專業、或者遇到問題沒人解答的情況。技術鄰的Ansys付費視頻課程相對質量更高一點，有問題可以私信或者評論和老師互動，平臺問題還可以詢問客服，學起來順利了不少。
作為技術鄰的頭號粉絲，偷偷告訴大家一個秘密，其實加客服對暗號，可以領取課程優惠券的，比如ansys結構仿真的這幾個課程，就可以領取。
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