壳到实体子模型流程.docx

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壳到实体子模型流程

壳到实体子模型流程

雷挺

由壳到实体的子模型技术在以下情况下不能使用，SHELL91（KEYOPT（11）≠0）,SHELL99（KEYOPT（11）≠0）,SHELL181（截面偏移）,或者SHELL281（截面偏移）。

以车体结构由壳到实体的子模型的流程为例，车体结构总体模型由184488个壳单元组成，节点数为153722个，单元类型为SHELL181单元。

门角子模型为solid185单元，共有单元数357088个，单元节点数量为775425。

壳和实体结构都采用全积分模式进行计算，壳选择，实体单元在单元类型中选择k2=0;k3=0;k6=0;k10=0;所有仿真使用的材料参数相同，子模型的空间坐标位于总体模型相应位置处。

子模型的边界在相应的总体模型中也应该存在，即子模型的边界为一些平面，这些平面大致垂直于总体模型的壳结构，同时总体模型在边界处也必须有相应直线分割总模型的平面，以确保子模型的边界能从总体模型中正确的读取边界条件。

仿真流程

打开总体模型，对总体模型进行加载，进行计算，得出计算结果。

图1：

总体有限元模型

图2：

总体模型计算结果

打开事先建立好的子模型，选出边界点，建立边界点文件。

图3：

局部子模型

图4：

选出子模型的边界点

图5：

建立点文件

图6：

点文件全部建立

打开总体模型，进入通用后处理界面，读入总体模型的计算结果。

图7：

打开总体模型

图8：

显示计算结果

图9：

子模型在总体模型中的位置

如图9所示，总体模型使用的带壳厚度特征的显示。

现在通用后处理菜单中出现了submodeling选项，这时候就可以通过submodeling选项下的interpolateDOF和interpBodyForc读取子模型的边界自由度和边界载荷力了。

首先读取边界节点自由度，然后使用相同方法读取边界载荷力。

图10：

从总体模型中读取截取点的位移自由度

图11：

位移自由度读取成功

使用相同的方法读取边界载荷力，读取边界条件时，需要确保材料类型，子模型的空间坐标都与总体模型一致。

然后进行边界载荷文件编辑。

首先编辑.CBDO文件。

查找CB1,把CB1前面的/EOF删除，保存更改文件。

打开.BFIN文件，如图13可以看到里面只有一个/EOF，而且所有边界载荷力为0，在本例中可以不用读取.BFIN。

进入子模型文件中，用input方式读入刚才的.BFIN，.CBDO文件，在读入.BFIN文件时，没有任何变化，读入编辑后的.CBDO文件时，子模型边界载荷自动添加。

图12：

编辑.cbdo文件

图13：

.BFIN文件的载荷力值为0

图14：

读入边界条件

图15：

读入边界条件后的模型

图16：

计算结果

边界上的节点位移使用插值函数的方法进行计算，计算结果的精确度误差较大，所以只选择我们关心的园角处的应力。

图17：

圆角处子模型计算结果应力值101MPa

从图形结果显示可以看出，结构的应力梯度显示的也很平滑。

图18：

总体模型中计算结果应力值为90MPa

图19：

打开壳厚度特征的计算结果显示

图20：

单元应力显示结果为99MPa

总体模型中，结构单元应力显示结果为99MPa，与子模型计算结果基本相同，误差1%。

总体模型的节点应力相对偏小，与子模型计算结果误差10%。