壳到固体子建模中的局限性
以下限制和特殊情况适用于壳到固体的能力:
·全局模型可以同时包含实体和壳元素;然而,当使用壳到实体功能时,所有的驱动节点必须位于全局模型中的壳元素内。如果被驱动的边界位于实体和壳区域之间的边界,那么被驱动的节点必须从实体区域移动一小段距离(参见图10)。
图10所示:壳到实体子建模的一个限制。
在壳单元构成的整体模型中可能存在角点或扭结。在这样的拐角或扭结处,壳单元只能近似地分布在远离壳的中表面的材料上(见图11)。由于这种近似,如果子模型的被驱动节点位于角部或扭结处的壳厚内,则不可能正确地驱动子模型。如有必要,请使用图11所示的方法。
图11:转角周围的壳到实体子建模
个更好的方法是将拐角或扭结作为子模型的一部分,并将其从远离拐角或扭结的节点驱动,因为它们是应力集中和高应力梯度的来源(见图12)。
图12:壳体相交的实体子模型。
l温度自由度不能在壳到实体子模型中驱动。
壳到固体子建模的替代方案
壳到实体子建模的另一种方法是在壳到实体耦合中讨论的基于曲面的壳到实体耦合功能。
程序
耦合的热电过程和任何基于模态的动力学过程都不能在子模型的水平上使用。此外,子建模不能与对称模型生成或对称结果传输结合使用。不应在全局模型中使用自适应网格。但是,它们可以用于子模型分析;Abaqus总是将子模型中的驱动节点视为拉格朗日节点。
常规 (可能是非线性)和线性扰动步骤都可用于子建模 (有关常规和线性扰动步骤的讨论,请参见常规和扰动过程)。
动态过程中的子建模
子建模功能可以在动态过程中使用显式集成(在Abaqus/显式)和动态过程中使用直接集成(在Abaqus/标准)。可以考虑全局模型和子模型之间的过程的以下组合:显式动态、隐式动态合热应力和耦合热应力。在惯性力很重要的动态问题中,全局模型和子模型需要以相同的时间间隔运行。
在Abaqus/显式的准静态分析是一个动态的过程。对于这种情况和在Abaqus/Standard中执行的静态分析,全局模型和子模型的时间步长可以是不同的。从全局分析得到的被驱动节点的时间变量必须缩放到子模型分析的步长时间,以便将在被驱动节点上产生的振幅函数的时间变量与子模型中使用的步长时间相匹配。
对于Abaqus/Explicit中的显著动态问题,需要将足够多的时间间隔写入结果或输出数据库文件以用于全局模型。优选地,用于驱动子模型的节点的位移结果应该为每个增量保存。这种谨慎是必要的,特别是弹性材料特性的问题,以避免可能的混叠 (采样不足),这可能会导致在子模型中的解决方案失真。这些要求不适用于准静态问题。
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