ADINA有限元经典实例分析：子结构搭接装配关系需求

图4-34a所示的模型包含很多重复部分，ADINA软件允许将该模型分为两部分：一部分为master structure（主结构）；另一部分为substructure/reuse（子结构），其中，子结构指的是模型中相同且可以重复利用及装配的部分。

图4-34 子结构

ADINA软件要求主结构必须存在，主结构主要用于确定子结构的搭接装配关系。子结构可以重复使用多次，图4-34所示的模型中包含两个子结构。子结构的节点也包含两种情况：condensed节点和retained节点。condensed节点与主结构的节点不相连，而retained节点则至少与1个主结构节点相连。

主结构和每个子结构都可以使用几何模型来定义。定义子结构的操作为：单击菜单Model→Substructures→Define/Set，然后输入子结构号。后面定义的有限元设置都将隶属于子结构。

单击菜单Model→Substructures→Reuse可以指定重复使用子结构、指定重复使用连接子结构的几何元素号和主结构的几何元素号。子结构重用时将被平移，因此主、子结构中几何元素上的节点将重合。这样，可以指定多个几何元素联合，但要求每个几何元素的平移相同。也可以指定依据节点的子结构重用，指定子结构重用节点数和主结构节点数。子结构重用平移后两节点将重合。(www.xing528.com)

还可以将单元组（必须已经存在）定义成子结构。这样做的原因之一是提高求解效率。如果将全部线性单元组并入某个子结构，则自由度方程仅包含线性单元，而不会进入整体单元刚度矩阵。操作如下：单击菜单Model→Substructures→From Element Group。

子结构可用于线性问题的静态分析和动态分析。对于模型规模比较大的线性问题，采用子结构方法通常能够节省大量计算资源，且减少计算准备时间；对于非线性问题，包含子结构的模型只能考虑局部非线性，即子结构部分只能是线性自由度，非线性自由度可以施加于主结构，这种方式下系统平衡迭代的求解效率会显著提高。

需要注意的是：ADINA软件的周期对称分析与子结构分析看上去非常类似，但二者并非同一个问题。

使用子结构的过程中还会受到很多限制，详细介绍请参见ADINA 8.6版《结构理论手册》11.1节“Substructuring”。