Даже при нынешних возросших вычислительных мощностях и оптимизированном программном обеспечении, подмоделирование остается мощным инструментом для проведения расчетов детализированных областей больших сборок. В ANSYS Mechanical реализовано очень легкое применение подмоделирования: пользователь может осуществить перенос перемещений по граням обрезки полностью в среде Workbench, не прибегая к старым-добрым APDL-командам.
Подмоделирование в ANSYS Mechanical (как и в APDL) основано на переносе перемещений по граням обрезки из общей модели на подмодель. Этот подход основывается на предположении, что жесткость подмодели не сильно отличается от жесткости соответствующей зоны общей модели. И в большинстве случаев это предположение оказывается оправданным. Однако, есть случаи, когда из общей модели приходится переносить не перемещения, а усилия. Такая ситуация возникает, например, если у подмодели жесткость оказывается ниже (в этом случае при переносе перемещений будут получены напряжения ниже реальных). Подход с переносом усилий можно назвать «подмоделированием, основанным на силовом подходе». Ниже приведен простой пример использования этого метода для случая, когда обе модели (общая и подмодель) являются твердотельными.
Итак, нам необходимо приложить к подмодели силы, возникающие по рассечённым граням, вместо используемых обычно перемещений. Это может быть необходимо, например, если зона подмодели перепроектируется таким образом, что результаты по перемещениям из общей модели больше не являются точными, а статические условия равновесия при этом не затрагиваются.
Алгоритм действий:
- Выполнить расчет общей модели с грубой сеткой.
- Создать вспомогательную подмодель, геометрия которой (в рамках зоны обрезки) будет идентична общей модели. Эта подмодель нужна для получения реакций по граням обрезки
- Получить реакции по граням обрезки
- Можно получить реакцию на какой-либо грани обрезки в целом, а затем приложить эти усилия в качестве Remote Force – силы на опорную точку, при этом для соединения опорной точки с гранью необходимо выбрать вариант «деформируемое» (deformable setwalls).
- Можно получить усилия в каждом узле и приложить их к итоговой подмодели. При этом необходимо обеспечить идентичную сетку на гранях обрезки вспомогательной и итоговой подмоделей.
- Создать итоговую подмодель с изменённой геометрией.
- Приложить реакции, полученные из вспомогательной подмодели.
- Выполнить расчет подмодели и получить результаты.
Пример подмоделирования на силовом подходе
Я построил простую модель, чтобы продемонстрировать описанный выше метод:
Если сравнить распределения эквивалентных напряжений по Мизесу в заделках обеих моделей, то они окажутся идентичными.
Ниже представлены APDL-команды, которые получают усилия в узлах вспомогательной подмодели и записывают их в файл вместе с координатами узлов:
Далее текстовый файл, созданный в результате работы этих команд, необходимо вручную скопировать в рабочую папку итоговой подмодели. Этот процесс можно автоматизировать, если сохранить файл в директорию “user files”.
Следующий набор команд служит для чтения текстового файла с усилиями и приложения их к итоговой подмодели:
Если сравнить результаты по напряжениям и перемещениям в общей модели, а также во вспомогательной и итоговой подмоделях, то окажется, что они совпадают.
Источник: www.ansys.soften.com.ua
