子模型技术介绍

solidworks simulation的子模型技术基于圣维南原理。对于一个比较复杂的模型,如果想提高局部的应力计算精度,就需要对整个模型的网格进行调整并重新进行计算,整个过程耗时较长而且不容易得到满意的结果。

solidworks simulation的子模型允许我们将模型的一部分独立出来,只针对这一部分进行分析,这一部分就是整个模型的子模型,其边界条件基于整体模型,由整体模型转移到子模型上。

使用子模型进行分析时,我们只需要对子模型的网格大小进行进一步调整即可得到更加精确的结果。

子模型技术

子模型应用思路

1、对整体模型进行静应力分析或非线性静应力分析完成计算,做为前置条件。

2、新建一个子模型算例,在子模型算例中对划分出来的子模型单元格细化,得到精确解。

子模型用法

我们采用下面这个简单的例子来说明一下子模型的具体用法。

先建立下面这个模型,建立好模型后使用分割命令将模型划分为三部分。

子模型技术

新建一个静应力分析,材料设置为合金钢,对三个实体设置为结合的接触方式,对顶端的四个脚点添加固定约束,右侧端面添加一个竖直向下200N的载荷后完成计算,可以得到一个计算结果。

在这个计算中,顶部端点处由于夹具的固定出现了应力奇异的现象,最大应力值发生在固定点。应力奇异的出现,对结果的分析和处理非常的不便。

子模型技术

为了得到模型局部的精确解及避免应力奇异对分析结果的影响,下面采用子模型进行分析。

新建一个子模型算例。

子模型技术

建立子模型时系统会弹出一个对话框,告诉我们使用子模型的优势及限制条件:不能用于单一实体模型,不能使用相触的接触条件,不能使用接头连接模型,不能在2D范围内使用,不能用于梁单元分析。

子模型技术

定义子模型时,需要选择多实体模型的哪一部分或哪几部分做为分析对象。

子模型技术

子模型选定后直接进入到子模型算例中,子模型算例的边界条件均来自父级模型,无需额外设置。在子模型算例中我们只需要对目标部位的网格进行细化即可,网格重新划分后再次进行计算,此时的计算只针对子模型进行,与父级模型无关。

在下图子模型算例的结果中,可以得到关键部位应力的精确结果。

子模型技术