了解如何將 Ansys 子結(jié)構(gòu)模型無縫轉(zhuǎn)換為 Nastran，以滿足有效載荷動態(tài)模型要求

Ansys 子結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)勢

Ansys 子結(jié)構(gòu)模型為從事大型裝配體結(jié)構(gòu)分析和仿真的工程師和分析師提供了多項優(yōu)勢。

這些模型通過將復(fù)雜結(jié)構(gòu)劃分為更小、更易于管理的子結(jié)構(gòu)，可以有效地表示復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

使用子結(jié)構(gòu)模型可以減少分析所需的計算資源，例如內(nèi)存和處理能力。這使得執(zhí)行真正的系統(tǒng)級模態(tài)、隨機(jī)振動和沖擊仿真成為可能，而不會影響感興趣區(qū)域的精度。

借助Ansys子結(jié)構(gòu)模型，工程師可以輕松更新和修改特定組件（或子結(jié)構(gòu)），而無需重新分析整個結(jié)構(gòu)。

這種靈活性節(jié)省了設(shè)計迭代的時間和精力，并允許快速評估設(shè)計更改。

此外，Ansys 子結(jié)構(gòu)模型支持在不同分析中重復(fù)使用經(jīng)過驗證的子結(jié)構(gòu)，從而提高項目之間的效率和一致性。

Payload Craig-Bampton 降低了模型要求

在創(chuàng)建有效載荷動力學(xué)模型時，通常使用 Craig-Bampton 簡化模型方法。

這種方法涉及將結(jié)構(gòu)分為柔性組件（稱為有效載荷）和剛性組件（稱為主機(jī)結(jié)構(gòu)）。

有效載荷組件表示結(jié)構(gòu)中發(fā)生顯著變形的部分，而主體結(jié)構(gòu)表示保持剛性的其余部分。

Ansys 長期以來一直有能力創(chuàng)建基于 Craig-Bampton 的子結(jié)構(gòu)。然而，一些發(fā)射公司使用其他 FEA 軟件來集成有效載荷和主機(jī)結(jié)構(gòu)以進(jìn)行分析。這導(dǎo)致一些發(fā)射公司要求以 Nastran 格式創(chuàng)建子結(jié)構(gòu)。

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為了促進(jìn)和提高 FEA 工具的互操作性，我們將介紹在 Ansys Mechanical 中創(chuàng)建 Nastran 格式的 Craig-Bampton 簡化模型的過程。

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使用 Bottom up 子結(jié)構(gòu)生成在 Ansys 中創(chuàng)建 Craig-Bampton 簡化模型

Ansys 提供了一種自下而上的子結(jié)構(gòu)生成方法，用于創(chuàng)建 Craig-Bampton 簡化模型。

這種方法涉及自下而上構(gòu)建子結(jié)構(gòu)模型，從各個組件開始，逐漸將它們組裝成完整的結(jié)構(gòu)。

要在 Ansys 中使用自下而上的子結(jié)構(gòu)生成創(chuàng)建 Craig-Bampton 簡化模型，工程師可以查看此博客和視頻?Bottom-Up Substructuring Using CMS。

需要記住的幾個關(guān)鍵點

遠(yuǎn)程點

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縮減的子結(jié)構(gòu)模型需要連接到裝配體的其余部分。我們通常希望通過減少接口上的節(jié)點數(shù)量來減小模型的大小。因此，您應(yīng)該創(chuàng)建遠(yuǎn)程點作為接口點。這意味著，您可以將模型減少到 1 個界面點，而不是選擇具有 1000 個節(jié)點的表面，在本例中可以減少到 3 個界面點。

子結(jié)構(gòu)定義

使用“子結(jié)構(gòu)生成”分析系統(tǒng)創(chuàng)建 Craig-Bampton 折減模型

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所需的設(shè)置非常少。但是，您需要確定之前創(chuàng)建的 Remote Points 并定義接口方法。

如果您使用這些子結(jié)構(gòu)進(jìn)行 Ansys 分析，則可以開始分析了。但是，如果我們想將此子結(jié)構(gòu)導(dǎo)出為 Nastran 格式，則需要使用一些命令片段。

Nastran 導(dǎo)出的 APDL 命令片段

您只需幾行代碼即可將質(zhì)量和剛度矩陣導(dǎo)出為 Nastran DMIG 格式。

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多年前，Ansys 增加了直接處理內(nèi)部矩陣的功能。

前 2 行從子結(jié)構(gòu)文件中讀取剛度和質(zhì)量矩陣，并將其保存到 CMSKF 和 CMSMF 變量中。然后，我們將這些矩陣轉(zhuǎn)換為對稱的完整矩陣。

最后，我們以 DMIG 格式寫出矩陣。2 個文件 CMSKS.dmig 和 CMSMS.dmig 將被寫入輸出目錄。

就是這樣，現(xiàn)在我們已經(jīng)準(zhǔn)備好將幾個 Nastran 格式的 DMIG 文件集成到火箭中。

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驗證和驗證

作為 Ansys 精英渠道合作伙伴，我們擁有廣泛的 Ansys 工具訪問權(quán)限。很遺憾，我們無法訪問 Nastran。

但是，我們能夠與合作伙伴合作進(jìn)行一些基本的驗證。

Ansys 頻率結(jié)果

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Nastran 模態(tài)值

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頻率完全匹配！

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