子模型法在结构分析中的应用与实施

在大型结构的应力-应变场分析中，往往结构的大部分区域应力（或应变）水平很低，只有若干局部区域应力（或应变）梯度较大，这些应力集中区域才是研究者所关注的。子模型法正是为了解决复杂结构的局部区域精确求解的问题而提出的。应用这一方法既避免了由于计算精度要求导致整体模型网格密度过大而引起的计算规模的扩大，又能得到足够精确的所关心局部位置的应力-应变场分布，是一种平衡计算成本和计算精度的有效方法。本节利用子模型法对机体隔板与主轴承盖以及结构模型的紧固面接触区域的应力-应变场进行了计算。

子模型法的具体实施过程包括两个步骤：

（1）建立整体结构的有限元模型，对需要采取子模型分析的区域进行剖分，保证该区域的边界面较为规则，对整体模型进行分析，获得整体结构的位移场和应力场。(www.xing528.com)

（2）建立较为细密的有限元网格模型，读取整体结构的有限元计算模型，将整体结构中子模型边界面上的位移场作为子模型的驱动边界条件，施加于子模型的边界驱动面上，从而通过位移驱动实现子模型局部区域的精确计算分析。

在实际的计算过程中应注意，虽然全局模型在划分网格时单元尺寸可以适当扩大，但仍需对网格模型进行收敛性分析，保证全局模型的计算结果保持一定的精度（一般需保证加密前后的计算结果误差在15%以内），否则子模型的计算精度也难以保证。