第十八章 常见建模方法精选文档.ppt

第十八章 常见建模方法本讲稿第一页，共十二页第一节第一节 分步计算法分步计算法主要步骤主要步骤1 1）建立整体模型）建立整体模型 均匀稀疏得网格均匀稀疏得网格2 2）对整体模型进行初步计算）对整体模型进行初步计算 应力应变大致分布应力应变大致分布3 3）建立子模型）建立子模型 从总体中切割出一局部结构从总体中切割出一局部结构4 4）对子模型进行计算）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能较准确地反映应力集中的应力值和位置 本讲稿第二页，共十二页建立子模型两点注意建立子模型两点注意1 1）要考虑子模型的形状，尽量使子模型的切割边界划）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分为网格边界，而不应使网格穿越边界2 2）整个模型在切割边界上的节点应为子模型的）整个模型在切割边界上的节点应为子模型的 对应节点对应节点利用分步算法时应注意的几个问题利用分步算法时应注意的几个问题1 1）整个模型应有足够的精度，以保证远离应力集中）整个模型应有足够的精度，以保证远离应力集中 处也能有精确的解处也能有精确的解2 2）应力集中源或细节相对于整个结构必须足够小）应力集中源或细节相对于整个结构必须足够小本讲稿第三页，共十二页第二节第二节 局部分析法局部分析法某些结构尺寸很大，但受力的却是很小的局部某些结构尺寸很大，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：除了实测和经验外，还有两种试算方法：1 1）逐步向外扩大边界，直至收敛）逐步向外扩大边界，直至收敛2 2）取一个较大的边界，然后向内收缩）取一个较大的边界，然后向内收缩本讲稿第四页，共十二页第三节第三节 组合分析法组合分析法1 1、组合分析法的必要性、组合分析法的必要性1 1）基座的非刚性）基座的非刚性2 2）结构之间存在间隙）结构之间存在间隙2 2、不同结构单元的连接、不同结构单元的连接1 1）刚性连接）刚性连接 (a)(a)统一划分网格统一划分网格 (b)(b)利用耦合约束利用耦合约束2 2）约束式连接）约束式连接3 3）单元连接）单元连接本讲稿第五页，共十二页第四节第四节 子结构法子结构法子结构法：子结构法：“一分一合一分一合”的分析过程的分析过程1 1）将整个结构分为若干个子结构进行分析）将整个结构分为若干个子结构进行分析2 2）再将子结构模型装配成整个结构的模型）再将子结构模型装配成整个结构的模型适用范围适用范围1 1）大型复杂结构）大型复杂结构2 2）对于具有重复几何形状的结构）对于具有重复几何形状的结构3 3）多个结构包含有相同的部件）多个结构包含有相同的部件4 4）结构的某些部分需要不断修改）结构的某些部分需要不断修改5 5）结构同时包括线性与非线性部分）结构同时包括线性与非线性部分本讲稿第六页，共十二页一、静力学分析中的子结构法一、静力学分析中的子结构法1 1、子结构法的基本原理和过程、子结构法的基本原理和过程1 1）几何分割）几何分割 将结构从几何上划分为一定数量的子结构将结构从几何上划分为一定数量的子结构2 2）子结构离散）子结构离散 分别对子结构划分网格分别对子结构划分网格3 3）定义边界自由度）定义边界自由度 在子结构模型中选择需要保留的自由度在子结构模型中选择需要保留的自由度 （1 1）划分边界上的节点）划分边界上的节点 （2 2）施加载荷的节点）施加载荷的节点 （3 3）需要在整体模型中加入位移约束的节点）需要在整体模型中加入位移约束的节点本讲稿第七页，共十二页4 4）施加位移约束）施加位移约束可以选择操作可以选择操作约束施加在子结构也施加在整体结构上约束施加在子结构也施加在整体结构上5 5）凝聚内部自由度）凝聚内部自由度 子结构分析的主要工作子结构分析的主要工作 降低子结构特性矩阵的阶数降低子结构特性矩阵的阶数6 6）子结构集成）子结构集成 将各个已被分析的子结构在边界上连接起来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建立整体有限元模型7 7）求解整体模型）求解整体模型8 8）回代）回代 求出内部自由度上的位移求出内部自由度上的位移本讲稿第八页，共十二页本讲稿第九页，共十二页2 2、子结构的划分原则、子结构的划分原则1 1）子结构数量和级数）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对于复杂结构可以考虑子结构下的子结构2 2）尽量划分出相同的子结构）尽量划分出相同的子结构 可以节省分析过程和时间可以节省分析过程和时间3 3）将变化和不变化的结构分为不同的子结构）将变化和不变化的结构分为不同的子结构 子结构间相互独立子结构间相互独立 变化不变化相互不影响变化不变化相互不影响本讲稿第十页，共十二页二、动力学分析中的子结构法二、动力学分析中的子结构法1 1、模态子结构的形成原理、模态子结构的形成原理2 2、自由与约束模态子结构、自由与约束模态子结构 自由模态自由模态 边界自由边界自由 约束模态约束模态 边界固定边界固定 1 1）定义连接自由度）定义连接自由度 2 2）计算约束模型）计算约束模型 3 3）计算主模态）计算主模态本讲稿第十一页，共十二页3 3、模态综合法、模态综合法 一般步骤一般步骤1)1)几何分割几何分割2)2)子结构离散子结构离散3)3)定义边界条件定义边界条件4)4)子结构分析子结构分析5)5)子结构集成子结构集成6)6)求解整体模型求解整体模型7)7)进行坐标系逆变换进行坐标系逆变换本讲稿第十二页，共十二页