产品
一、前言
本文以参考文献[1]中的四腿方桌为例，来介绍 Abaqus 子结构分析的实现。
子结构简单例子/原文截图
桌腿的长度为 80 mm，其横截面为一正方形，截面尺寸为 20 mm × 20 mm，桌面板为长 160 mm，宽 120 mm 的矩形，厚度为 10 mm。整个桌子由 Q235B 级钢制成，钢材的弹性模量为 200 GPa，泊松比为 0.3，在桌面板形心位置处作用有竖直向下的集中荷载 F=5000 N。采用实体单元建模，网格尺寸为 5 mm × 5 mm × 5 mm。
| 类别 | 名称 | 几何尺寸 |
|---|---|---|
| 子结构 | 桌腿 | 80 × 20 × 20 |
| 主结构 | 桌面板 | 160 × 120 × 10 |
Step 1. Module: Part >> 创建桌腿 Part ，命名为 leg，如下图所示。
创建桌腿几何模型
Step 2. Module: Property >> 创建材料 >> 创建截面 >> 为桌腿 Part 赋截面。
材料属性的创建以赋予
Step 3. Module: Assembly
Step 4. Module: Step >> Create Step >> Linear perturbation >>
Substructure generation >> Substructure identifier: Z 中输入 1~9999 之间的任意数字 (本算例输入107，你想输几就输几)，作为子结构识别号。
分析步的创建及设置
Step 5. Module: Mesh >> 划分网格。
为桌腿部件划分网格
Step 6. Module: Mesh >> Assign Element Type，设置单元积分类型为完全积分。
Step 7. 为保留自由度的结点创建一个集合，集合名称为 RTNodes 。
结点集合RTNodes的创建
Step 8. Module: Load >> Create Boundary Condition >> Ratined nodal dofs >> 选择 step 6 创建的结点集合 RTNodes 。
设置保留自由度的结点及保留的自由度
Step 9. Module: Job >> 创建名为 leg 的作业并提交计算。
至此，桌腿子结构部分创建完毕，完成分析后，在工作目录中将产生如下图所示的各种文件，其中最重要的文件之一是 leg_Z107.sim 。
Step 1. 启动一个新的 Abaqus/CAE 。
Step 2. 创建桌面板 Part，命名为 slab，并赋截面属性。
桌面板几何模型的创建及材料属性的赋予
Step 3. 导入桌腿子结构，File >> Import >> Part >> leg_Z107.sim 。
桌腿子结构部分的导入
Step 4. Module: Assembly 完成桌面板(主结构)与桌腿(子结构)的装配。
桌腿子结构与桌面板主结构的装配
Step 5. 创建静力通用分析步及设置主子结构的场输出，若不设置子结构的场输出，在后续主子结构的 .odb 文件合后，子结构的结果将得不到有效的显示 (子结构云图为灰色) 。
分析步的创建及主子结构场输出设置
静力通用分析步 Step-1 创建完成后，自动生成场输出选项 F-Output-1，该输出选项可用于主结构部分的场输出设置，而子结构部分需要单独创建场输出 F-Output-2，并按如上图所示的方式设置。如果不单独设置子结构部分的场输出，则在主子结构计算结果文件 (.odb文件) 合并后，绘制应力云图等时，子结构部分为灰色，即没有相关数据，故子结构部分场输出的设置十分必要。
Step 6. Module: Mesh >> 划分网格。
桌面板网格的划分(网格尺寸为5mm)
Step 7. 创建结点集合 MNodes、SNodes 和 BCNodes，以方便后续约束的创建及边界条件的指定。
结点集合MNodes (桌面板下表面与桌腿接触部分的各结点)
结点集合FNode (桌面板上表面中点)
结点集合SNodes (桌腿顶部与桌面接触部分各结点)
结点集合BCNodes (桌腿底部与地面接触部分各结点)
Step 8. Module: Interation 创建约束等。
桌腿子结构与桌面主结构间的绑定约束
Step 8. Module: Load 施加荷载及设置边界条件。
集中荷载的施加
边界条件的指定
Step 9. Module: Job >> 创建名为 desk 的作业并提交计算。
忽略提示
分析完毕后得到 5 个 .odb 文件，即包含桌面板计算结果的 desk.odb 文件，4个桌腿子结构的计算结果文件：desk_1537.odb、desk_1538.odb、desk_1539.odb 和 desk_1540.odb 。四个桌腿 .odb 文件后的四位数字为 Abaqus 随机指定，并没有什么规律。
分析完成后直接点击 Job Manager 页面内的 Results，只能查看主结构的计算结果，如下图所示。若想将主子结构的计算结果在一个 odb 文件内查看，需要将 4 个桌腿子结构的 odb 文件合并到桌面板主结构 odb 文件内。
按如下方法可将主子结构的计算结果合并到 1 个.odb文件中：
Step 1. 启动 Abaqus Command 。
Step 2. 修改工作目录为上述 5 个 odb 文件所在的路径。
在 CMD 命令行内输入 CD /D 新工作目录 后，按回车键，即可执行工作目录的修改。例如，将工作目录修改为 D盘内的 test 文件夹下，则需要输入 CD /D D: est 后，按回车键 。
CD /D D:test
修改工作路径的另一种方法如下图所示。
Step 3. 在命令行中输入 abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1537.odb ，然后按回车键，就会执行将 1 个桌腿的计算结果 (desk_1537.odb) 合并到主结构的计算结果 (desk.odb) 中，最终实现 desk_1537.odb 文件中的内容被写入到 desk.odb 文件中。依次再执行 3 遍该合并命令，即可将全部桌腿的计算结果写入到 desk.odb 文件中。
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1537.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1538.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1539.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1540.odb
若在 odb 文件的合并中，提示如下错误： ‘abaqus’ 不是内部命令或外部命令，也不是可运行程序或批处理文件。如下图所示。这说明 abaqus 不是你电脑中安装的 ABAQUS 版本的可执行程序名称，此时，需要将 abaqus 替换成你电脑中安装的 ABAQUS 版本的可执行程序名称，例如： abq691 等。
已安装的 ABAQUS 可执行程序名称可按如下方式查看： Abaqus CAE 快捷方式 图标 >> 右击 >> 属性 >> 目标(T): ，如下图所示。
由上图可以看到，abq6141 即为本电脑中安装的 16.4-1 版本 ABAQUS 的可执行程序名称，将上述各命令中的 abaqus 替换为 abq6141，即可顺利执行。
abq6141 substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1537.odb
abq6141 substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1538.odb
abq6141 substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1539.odb
abq6141 substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1540.odb
若该方法仍然报错，那么解决措施详见： cmd运行abaqus 出现‘abaqus’不是内部或外部指令的错误提示 。
本文采用，最麻烦的一种方式解决上述报错。首先，将工作目录切换到 abq614 文件所在的目录下，即执行命令 CD /D F:softwareSIMULIAAbaqusCommands。
其次，将 5 个 odb 文件复制到该目录下，即复制到 F:softwareSIMULIAAbaqusCommands ，如下图所示。
最后，依次执行如下命令，便可实现主子结构的 odb 文件合并。
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1537.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1538.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1539.odb
abaqus substructureCombine baseodb=desk.odb copyodb=desk_1540.odb
odb文件合并命令的顺利执行
odb 文件合并完成后，可利用 Abaqus CAE 打开 desk.odb 文件，即可查看主子结构合并后的各种结果数据，如下图所示，为 Mises 应力云图。
特别注意： 在进行主子结构分析时，若想显示子结构的计算结果，就要单独设置子结构的场输出。
子模型
免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删
155-2731-8020
