子结构基础知识补习课程

1.什么是子结构

子结构也叫超单元的（两者还是有点区别的，文后会谈到），子结构并不是abaqus里面的新东东，而是有限元里面的一个概念，所谓子结构就是将一组单元组合为一个单元（称为超单元），注意是一个单元，这个单元和你用的其他任何一种类型的单元一样使用。

2.为什么要用子结构

使用子结构并不是为了好玩，凡是建过大型有限元模型的兄弟们都可能碰到过计算一个问题要花几个小时，一两天甚至由于单元太多无法求解的情况，子结构正是针对这类问题的一种解决方法，所以子结构肯定是对一个大型的有限元模型的，譬如在求解非线性问题的时候，因为对于一个非线性问题，系统往往经过多次迭代，每次这个系统的刚度矩阵都会被重新计算，而一般来说一个大型问题往往有很大一部分的变形是很小的，把这部分作为一个子结构，其刚度矩阵仅要计算一次，大大节约了计算时间。

3.那些情况可以使用子结构

前面提到的非线性问题，包括了很小变形的或者线弹性部分可以使用子结构，特别是当模型中有很多相同的部分时，提到的最多的一个例子就是桌子的四条腿，四条腿作为子结构（因为基本时弹性变形）可以包括了很多的实体单元，可以大大提高效率再一个就是问题确实太大，只有采用子结构将问题分成很多块，计算出结果后再次采用子结构分块计算，一直到能对每块单独计算为止。

4.abaqus中子结构的特点及要注意的问题

子结构是一组单元的集合，但是在子结构中仅仅只有你指定的那些节点的自由度会保留下来而其他节点的自由度都被消除了，其他的节点均是通过线性插值的方式获得求解；
子结构是通过你指定的节点与其他的单元建立联系的；在abaqus的6.4版本中只有子结构这个概念没有超单元了，其区别就是子结构可以求得单元内部准确的解而超单元不行；当你定义子结构的时候不要包含太多的单元，因为单元的刚度矩阵集成的时候会花掉太多的时间，可以用更多的含有较少单元的子结构代替。

5.在abaqus中子结构的用法

一般包括如下部分，首先你要利用substructure generate和retained nodal dofs定义一个子结构，然后你可以定义子结构的内部荷载，边界条件一旦你已经定义了子结构以后你就可以象利用一般的单元一样使用子结构了，譬如输出请求等等。因为内容太多只能另外的文章再述了，大家也可以直接看看手册，要注意的是，abaqus cae是不支持子结构的。

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