有限元原理与ansys应用第18章常见建模方法.pdfVIP

第一节 分步计算法 主要步骤 1 ）建立整体模型 均匀稀疏得网格 2 ）对整体模型进行初步计算 应力应变大致分布 3 ）建立子模型 从总体中切割出一局部结构 4 ）对子模型进行计算 能较准确地反映应力集中的应力值和位置 建立子模型两点注意 1 ）要考虑子模型的形状，尽量使子模型的切割边界 划分为网格边界，而不应使网格穿越边界 2 ）整个模型在切割边界上的节点应为子模型的 对应节点 利用分步算法时应注意的几个问题 1 ）整个模型应有足够的精度，以保证远离应力集中 处也能有精确的解 2 ）应力集中源或细节相对于整个结构必须足够小 第二节 局部分析法 某些结构尺寸很大，但受力的却是很小的局部 局部分析法：从结构中划出一部分进行分析 建立局部模型的关键在于如何确定划分边界的位置 除了实测和经验外，还有两种试算方法： 1 ）逐步向外扩大边界，直至收敛 2 ）取一个较大的边界，然后向内收缩 第三节 组合分析法 1、组合分析法的必要性 1）基座的非刚性 2 ）结构之间存在间隙 2、不同结构单元的连接 1）刚性连接 (a)统一划分网格 (b)利用耦合约束 2 ）约束式连接 3 ）单元连接 第四节 子结构法 子结构法： “一分一合”的分析过程 1 ）将整个结构分为若干个子结构进行分析 2 ）再将子结构模型装配成整个结构的模型 适用范围 1 ）大型复杂结构 2 ）对于具有重复几何形状的结构 3 ）多个结构包含有相同的部件 4 ）结构的某些部分需要不断修改 5 ）结构同时包括线性与非线性部分 一、静力学分析中的子结构法 1、子结构法的基本原理和过程 1）几何分割 将结构从几何上划分为一定数量的子结构 2 ）子结构离散 分别对子结构划分网格 3 ）定义边界自由度 在子结构模型中选择需要保留的自由度 （1）划分边界上的节点 （2 ）施加载荷的节点 （3 ）需要在整体模型中加入位移约束的节点 4 ）施加位移约束 可以选择操作——约束施加在子结构也施加在整体结构上 5 ）凝聚内部自由度 子结构分析的主要工作 降低子结构特性矩阵的阶数 6 ）子结构集成 将各个已被分析的子结构在边界上连接起来 建立整体有限元模型 7 ）求解整体模型 8 ）回代 求出内部自由度上的位移 2、子结构的划分原则 1）子结构数量和级数 对于复杂结构可以考虑子结构下的子结构 2 ）尽量划分出相同的子结构 可以节省分析过程和时间 3 ）将变化和不变化的结构分为不同的子结构 子结构间相互独立 变化不变化相互不影响 二、动力学分析中的子结构法 1、模态子结构的形成原理 2、自由与约束模态子结构 自由模态 边界自由 约束模态 边界固定 1）定义连接自由度 2 ）计算约束模型 3 ）计算主模态 3、模态综合法 一般步骤 1)几何分割 2)子结构离散 3)定义边界条件 4)子结构分析 5)子结构集成 6)求解整体模型 7)