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Ansys Workbench中子模型分析技术的应用

2017年08月13日 CAE 阅读 3,693 views 次

本文主要介绍在Ansys Workbench中进行子模型分析的方法。要使用Ansys Workbench的子模型分析技术首先要知道何为子模型。

子模型是得到模型部分区域中更加精确解的有限单元技术。在有限元分析中往往出现这种情况,即对于用户关心的区域,如应力集中区域,网格太疏不能得到满意的结果,而对于这些区域之外的部分,网格密度已经足够了。如下图所示为轮毂和轮辐的子模型示例,左侧为网格密度较大的粗糙模型,右侧为网格细化后的子模型。

子模型技术即:为了得到模型局部的精确解,先对模型进行一般的网格划分并求解,然后在关心的区域细化网格并对其分析,即为子模型分析技术。

下面以“一块开孔薄板,左边固定,右边施加10N/mm的线压力,求板中的最大应力。”为例,来说明如何在Ansys Workbench中使用子模型分析技术。

1、在Ansys Workbench中进行子模型分析的基本步骤

(1)创建粗糙模型并进行分析;

(2)拷贝粗糙模型分析系统得到子模型分析系统,并建立粗糙模型与子模型分析系统的关系;

(3)修改子模型分析系统中的几何模型,只取与应力集中点周围的部分几何体;

(4)导入粗糙模型在切割边界处的位移,根据此来计算子模型的应力;

(5)对子模型反复加密网格,就可以得到应力集中点的精确解。

2、使用粗糙网格进行分析求解

平板尺寸如下图所示:

对模型进行粗糙网格划分,将网格大小设置为10mm,网格划分完成的模型如下图所示。

对平板施加边界条件并进行求解,得出的求解结果如下图所示:

从上图中可以看出,在孔的上下两边应力最大,为4.4Mpa。那么真正的最大应力是多少呢?下面使用子模型加密网格得到更加精确的求解结果。

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