ABAQUS子模型技术：高效分析的应用方法

一、概述

子模型技术是在全局模型分析结果的基础上，使用细化网格对模型的局部做进一步分析，以较小的计算代价得到更精确的结果。子模型技术在很多软件中都有应用，本文对ABAQUS如何采用子模型进行分析进行介绍，方便大家学习和掌握此技术。

在很多企业的概念设计、定型阶段，需要多达十几轮的方案校验，如仍采用传统的整体分析方法，很难保障开发节点。这是由于很多因素导致的，最主要的因素如下两点

1、精度：为保障分析精度，网格需足够密集，导致分析规模越来越大；

2、硬件：规模增大，势必耗费大量存储空间和计算时间。

针对上述精度与硬件产生的矛盾，高级有限元技术-子模型可以很好地解决。子模型基于圣维南原理，即如果实际分布载荷被等效载荷代替以后，应力和应变只在载荷施加的位置附近有改变。如果子模型的关心位置远离边界，则子模型内可以得到较精确的结果。

二、 ABAQUS 中子模型分析步骤

一、概述

子模型技术是在全局模型分析结果的基础上，使用细化网格对模型的局部做进一步分析，以较小的计算代价得到更精确的结果。本文以一个小例子进行示例，希望大家更好地理解和应用本项技术。

二、 ABAQUS 中子模型分析步骤

1) 生成并分析粗糙的模型，得到odb文件；

2) 子模型准备：通过模型树，来**一个与原粗糙模型一样的模型；

注：model->EditAttributes->submodeling->read data from job(整体模型结果文件，只需输入名字即可)。

不关心的区域进行cut，只留下关心的区域；

重新细划分submodel的网格；

注：子模型技术只支持实体单元和壳单元，原粗糙和子模型均采用实体单元或壳单元。

3) 边界定义

去除原模型所有的载荷和边界条件；

• 重新定义 2 ）步骤中切割面的边界条件；
• 在定义子模型的边界条件，需要选择相应的分析步，边界条件类型选择 other-Submodel ，在弹出的对话框中，输入 Degrees of freedom

（想要得到的自由度结果，如1,2,3,4,5,6）：同时需要设定Globalstep

number：读入原有粗糙模型的第几个分析步的结果，如1；

4) 进入Job模块，删除原有的作业，重新定义一个别的名称的job，提交分析得到结果。

三、子模型分析实例

1. 整体分析

如图1

为整体模型：

整体模型网格划分：

整体模型应力云图：

2.  子模型分析

将整体分析的模型进行copy，去除非关注区域，对关注区域进行网格细化处理，如下图所示：

边界重新定义并设定驱动变量：

结果评价：可以看出细化后的应力云图更精确些，也相对减少了很多计算量。

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