ANSYS中的超单元(5)

使用超单元，按照上述步骤操作如下：

(1) 生成超单元

操作方法与静力分析相同，先建立整个模型，然后选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元，分别存为 se_m1.db (超单元部分) 和 se_m2.db (非超单元部分) 两个文件，然后分别处理。

对于 se_m1.db 模型，按照超单元方式进行处理，现在要做的只需删除前半段 area 上的网格，结果就是建立超单元所需的模型。

然后直接进入创建超单元矩阵的操作，具体步骤如下：

A 进入求解模块： 命令：/Solu

GUI：Main menu -> Solution

B 设置分析类型为 “子结构或部件模态综合 “ 命令：ANTYPE

GUI ：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> New Analysis 选择 Substructuring/CMS (子结构或部件模态综合)

对于本例，首先选择新的求解类型：由于是设置超单元，故求解类型选择SUbstructuring/CMS。

C 设置子结构的分析选项 命令：SEOPT

GUI： Main menu -> Solution -> Analysis Type -> Analysis Options 设置内容有：

方程求解方法 (波前法 – 默认，或稀疏矩阵法 – 推荐)； 要求生成的矩阵：刚度和质量矩阵； 要求输出到 output 窗口的矩阵 (默认不输出) ;

扩展超单元的方法 (后续操作时，对本超单元扩展时使用的方法)，采用默认的回代法(backsubstitution method)。

质量矩阵公式：采用推荐的一致质量矩阵。

D 选择主自由度 命令：M

GUI： Main menu -> Solution -> Master DOFs -> User Selected -> Define

选择超单元外端面上所有节点的所有自由度作为主自由度。

E 在超单元上施加载荷 对于模态分析不需施加载荷。

F 设置载荷步选项

对于模态分析，无需载荷步设置。

以上内容设置完毕，存储模型并求解，求解后将生成超单元文件 se_m1.sub。

(2) 使用超单元

使用超单元的过程是： A 建立新模型

对于本例，将 se_m1.db 文件存盘，点击 File -> Clear & Start New ... 菜单项，修改Jobname 为 se_m2，Resume 模型。此时读入的模型仍是个完整的模型，在前处理的Mesh 下，清除后半段上的网格，得到非超单元部分的有限元模型。

为了使用超单元，同样还需要定义单元类型 Matrix50 (超单元)。

在对非超单元部分建模时，必须确保其界面节点与超单元模型的界面节点精确匹配且最好节点编号也完全一致。对于本例，由于超单元模型与非超单元模型都是由同一个整体模型修改而来，故其界面节点的位置和编号都是完全相同的。

B 读入超单元矩阵

首先设置单元属性为 Superelement： 命令： Type

GUI： Main menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Elements -> Elem Attributes -> Type -> Superelements