2第二講-拓撲優(yōu)化(編輯修改稿)
2024-09-01 00:18 本頁面
【文章內容簡介】 子模型從整個較粗糙的模型分割開的邊界。 整體模型切割邊界的計算位移值即為子模型的邊界條件 。? 子模型基于 圣維南原理 ，即如果實際分布載荷被等效載荷代替以后，應力和應變只在載荷施加的位置附近有改變。這說明只有在載荷集中位置才有應力集中效應，如果子模型的位置遠離應力集中位置，則子模型內就可以得到較精確的結果。 子模型方法的優(yōu)點? ANSYS程序并不限制子模型分析必須為結構（應力）分析。子模型也可以有效地應用于其他分析中。如在電磁分析中，可以用子模型計算感興趣區(qū)域的電磁力。? 它減少甚至取消了有限元實體模型中所需的復雜的傳遞區(qū)域。? 它使得用戶可以在感興趣的區(qū)域就不同的設計（如不同的圓角半徑）進行分析。? 它幫助用戶證明網(wǎng)格劃分是否足夠細。子模型的限制? 只對體單元和殼單元有效。? 子模型的原理要求切割邊界應遠離應力集中區(qū)域。用戶必須驗證是否滿足這個要求。 子模型分析 過程? 1. 生成并分析較粗糙的模型。? 2. 生成子模型。? 3. 提供切割邊界插值。? 4. 分析子模型。? 5. 驗證切割邊界和應力集中區(qū)域的距離應足夠遠。 第一步：生成并分析較粗糙的模型? 我們將其稱為粗糙模型。這并不表示模型的網(wǎng)格劃分必須是粗糙的，而是說模型的網(wǎng)格劃分相對子模型的網(wǎng)格是較粗糙的。 ? 文件名 —— 粗糙模型和子模型應該使用不同的文件名 。這樣就可以保證文件不被覆蓋。而且在切割邊界插值時可以方便地指出粗糙模型的文件。用下列方法指定文件名：? Command: /FILNAME? GUI: Utility MenuFileChange Jobname? 在很多情況下， 粗糙模型不需要包含局部的細節(jié)如圓角 等，見圖。但是，有限元網(wǎng)格必須細化到足以得到較合理的位移解。這一點很重要，因為子模型的結果是根據(jù)切割邊界的位移解插值得到的。? 結果文件（ ,等）和數(shù)據(jù)庫文件（ ,包含幾何模型）在粗糙模型分析中是需要的。在生成子模型前應存儲數(shù)據(jù)庫文件。用下列方法存儲數(shù)據(jù)庫：? Command: SAVE? GUI: Utility MenuFileSave as Utility MenuFileSave as 第二步：生成子模型? 子模型是完全依靠粗糙模型的。因此在初始分析后的第一步就是在初始狀態(tài)清除數(shù)據(jù)庫（另一種方法是退出并重新進入ANSYS）。用下列方法清除數(shù)據(jù)庫：? Command: /CLEAR? GUI: Utility MenuFileClearamp。Start New ? 應記住用另外的文件名以防止粗糙模型文件被覆蓋。用下列方法指定文件名：? Command: /FILNAME? GUI: Utility MenuFileChange Jobname? 然后進入 PREP7并建立子模型。應該記住下列幾點：? 使用與粗糙模型中同樣的單元類型。同時應指定相同的單元實參（如殼厚）和材料特性。? 子模型的位置（相對全局坐標原點）應與粗糙模型的相應部分相同 。? 指定合適的結點旋轉位移。 Main MenuPreprocessorMove/ModifyRotate Node CSTo Active CS 第三步：生成切割邊界插值 ? 本步是子模型的關鍵步驟 。用戶定義切割邊界的結點， ANSYS程序用粗糙模型結果插值方法計算這些點上的自由度數(shù)值（位移等）。? 對于子模型切割邊界上的所有結點，程序用粗糙模型網(wǎng)格中相應的單元確定自由度數(shù)值，然后這些數(shù)值用單元形狀功能插值到切割邊界上。? 個文件（缺省為 ）中?？梢栽?PREP7 中選擇切割邊界的結點，用下列命令將其寫入文件：? Command: NWRITE? GUI: Main MenuPreprocessorCreate NodesWrite Node File 子模型切割邊界
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