干货 | ANSYS Workbench子模型技术应用方法
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。在有应力集中区域，网格太疏不能得到满意结果，要得到这些区域较精确的解，可采取两种方法：一种是用较细的网格重新划分并分析整个模型；另一种是只在关心区域细化网格并对其分析。前一种方法需要的计算机资源高，同时计算时间长，后一种方法即为子模型技术。本文介绍ANSYS Workbench中子模型技术具体应用方法。
1.创建分析模块
打开Workbench后，双击Toolbox中的静力学分析模块Static Structure，如图1所示。
图1 创建静力学分析模块
2.完整模型静力学分析
分析对象底面固定约束，上顶面受10000N压力，网格采取自动划分，提取应力分布结果如下图所示，最大应力值为36.884MPa。
（a）载荷及约束 （b）等效应力结果
图2 完整模型静力学分析结果
3.建立子模型
3.1
建立子模型分析流程
在Workbench主界面中将项目A复制生成项目B，鼠标单击从项目A中的“solution”拖动至项目B中的“setup”，建立如图3所示的子模型分析流程。
图3 子模型分析流程
3.2
子模型切割
双击项目B中的“geometry”进入spaceclaim模型处理界面，将原始模型切割成右下图。切割需注意的是切割边界不能离应力集中区域太近，否则会影响子模型计算结果的准确性，当然切割区域也不能太大，不然也起不到子模型简化计算的目的。
图4 子模型切割示意
3.3
子模型网格
子模型的网格划分采用整体网格大小控制和局部加密的方法，划分结果如图5所示。
图5 子模型网格划分
3.4
子模型边界导入
右键“Submodeling”，插入位移边界“Cut Boundary Constraint”，导入切割边界处的位移结果数据作为子模型计算的初始条件，如图6所示。
图6 子模型位移边界条件导入
4.子模型计算结果
子模型应力计算结果如图7所示，子模型计算结果的准确性一方面取决于切割边界的合理性，另一方面取决于完整模型的结果准确度，也就是说如果完整模型的网格密度与网格质量控制得越好，子模型计算结果的准确性也就越高。
图7 子模型应力计算结果
