技术编程|Abaqus子结构与子模型分析技术的工程案例( 二 )
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钢架分析模型
如果已经完成了一个结构分析 ， 想要用更精细化的模型来研究该结构的局部响应 ， 那么我们可以使用子模型分析技术来完成这个想法 。
子模型是整体模型的局部区域 ， 它可以具有更精细的几何结构或网格划分 ， 通过将整体分析中截断面上的载荷或位移传递给子模型边界的方法 ， 来驱动子模型进行分析 。
【技术编程|Abaqus子结构与子模型分析技术的工程案例】
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子模型使用不同的单元并增加了8颗螺栓
在此钢架分析的案例中 ， 整体模型中没考虑细节连接形式 ， 采用了比较粗糙的S4R壳单元 ， 而在子模型里我们采用精细化的几何结构和网格 ， 将螺栓连接考虑在内 ， 单元类型都采用C3D8I实体单元 ， 子模型的第一个分析步施加螺栓预紧力 ， 第二个分析步施加子模型边界驱动 。
子模型边界驱动方式分为基于节点的驱动（通过Load模块BC-Submodel设置）和基于面的驱动（通过Load模块Load-Submodel设置） 。相较于整体模型 ， 局部（子模型区域）刚度变化较大时宜采用基于面的驱动 ， 但它只支持实体-实体单元 ， 且仅在静力学分析中可以使用；基于节点的驱动使用范围较广 ， 支持多种单元类型之间的驱动 ， 其中就包括此钢架分析中使用的壳-实体单元 ， 并且可以在Standard/Explicit之间的相互驱动；同一个子模型中两种驱动方式可以混合使用 。
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多图层显示计算结果
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同一图层显示整体模型和子模型来检查驱动边界
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子模型位移云图和螺栓应力
子模型支持多层级分析 ， 即一个子模型可以作为后续子模型的整体模型来使用 ， 所以这个技术在跨尺度分析中也会用到；另外 ， 我们知道 ， 因边界条件的不确定性导致的误差是有限元分析里最主要的、最难搞定的一类误差 ， 而子模型由于具有边界驱动的优势 ， 也常出现在高精度有限元仿真中 ， 用来克服边界误差 。3.二者主要区别
通过这两个案例 ， 我们已经可以非常直观地感受到子结构和子模型这两种方法的不同之处与各自的使用场景 。总结地说 ， 二者主要区别就相当于 ， 子结构是把整体模型中的同类区域进行打包封装；而子模型是用放大镜对整体结构的某一位置进行Zoom in操作 。前者着眼于局部以求整体响应 ， 后者着眼于整体以求局部响应 。
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