子结构应用及相关设置

文摘   2024-11-30 00:21   安徽  

子结构的典型应用场景包括重复使用的组件分析(如航空器发动机模块、汽车悬架部件等)、大型模型分区计算(例如,将模型分解为多个子结构并分别分析)、与多物理场分析结合(如热-机械耦合分析中将热源部分简化为子结构)。前面简单介绍了子结构的生成流程基础技术原理下面接着讨论子结构如何使用以及相关的设置。

1、支持的分析类型

子结构目前支持以下分析类型,谐响应分析、模态分析、随机振动、响应谱分析、刚体动力学分析。

2、压缩部件(Condensed Parts)

压缩部件由三个关键信息定义,一组要将其元素简化为超元素的体;一组接口,用于定义应保留在生成的superelement中的主节点;以及控制缩减过程的解决方案设置列表。

子结构分析还可以与上游静态结构分析相关联,以便考虑结构的预应力效应。但是,当指定预应力分析时,Substructure Generation分析将不支持添加载荷条件。

3、应用过程

如上所述,压缩部件如何应用,主要是边界接口如何定义。接口可以外扩包括约束,也可以内缩,不包括约束。

1)接口包括约束

子结构生成流程中的模型。接口定义包括底部的固定约束节点和上部的绑定节点集合。

分析所得全模型的前6阶模态分析结果如下。

模态分析中导入Condensed Part,需要从接口位置右键创建节点集合,以便与其他部件做连接。如本例中的绑定约束。
ns集合节点与台面做绑定约束,如下所示。

因子模型生成过程包括固定约束,通过子模型分析模态,可以不添加固定约束,直接分析模型模态,结果与全模型无明显差别。

2)接口不包括约束

接口不包括约束,对于模态分析即为自由模态,导出的子结构相对更自由,在后续分析中可以添加约束。同上所述,需要先创建接口节点集合。

提取后的节点集合,可用于创建连接和约束。

同样,分析模型模态,结果与全模型无明显差别。

子结构化处理大大减少了计算机时间,并能够使用有限的计算机资源来解决大规模的问题。在非线性分析中,可以对模型中的线性部分进行子结构化处理,以便不需要在每次平衡迭代时重新计算该部分的单元矩阵。在具有重复应用模式的结构(如上例所述的桌子四条腿)中,可以生成一个子结构来表示该重复模式,并简单地在不同工况下创建应用该模式的副本,从而节省大量计算机时间。目前子结构应用的分析类型仅支持Mechanical APDL求解器,并且不支持导入的负载。

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