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了解如何将 Ansys 子结构模型无缝转换为 Nastran，以满足有效载荷动态模型要求

Ansys 子结构模型的优势

Ansys 子结构模型为从事大型装配体结构分析和仿真的工程师和分析师提供了多项优势。

这些模型通过将复杂结构划分为更小、更易于管理的子结构，可以有效地表示复杂结构。

使用子结构模型可以减少分析所需的计算资源，例如内存和处理能力。这使得执行真正的系统级模态、随机振动和冲击仿真成为可能，而不会影响感兴趣区域的精度。

借助Ansys子结构模型，工程师可以轻松更新和修改特定组件（或子结构），而无需重新分析整个结构。

这种灵活性节省了设计迭代的时间和精力，并允许快速评估设计更改。

此外，Ansys 子结构模型支持在不同分析中重复使用经过验证的子结构，从而提高项目之间的效率和一致性。

Payload Craig-Bampton 降低了模型要求

在创建有效载荷动力学模型时，通常使用 Craig-Bampton 简化模型方法。

这种方法涉及将结构分为柔性组件（称为有效载荷）和刚性组件（称为主机结构）。

有效载荷组件表示结构中发生显著变形的部分，而主体结构表示保持刚性的其余部分。

Ansys 长期以来一直有能力创建基于 Craig-Bampton 的子结构。然而，一些发射公司使用其他 FEA 软件来集成有效载荷和主机结构以进行分析。这导致一些发射公司要求以 Nastran 格式创建子结构。

 

为了促进和提高 FEA 工具的互操作性，我们将介绍在 Ansys Mechanical 中创建 Nastran 格式的 Craig-Bampton 简化模型的过程。

 

使用 Bottom up 子结构生成在 Ansys 中创建 Craig-Bampton 简化模型

Ansys 提供了一种自下而上的子结构生成方法，用于创建 Craig-Bampton 简化模型。

这种方法涉及自下而上构建子结构模型，从各个组件开始，逐渐将它们组装成完整的结构。

要在 Ansys 中使用自下而上的子结构生成创建 Craig-Bampton 简化模型，工程师可以查看此博客和视频 Bottom-Up Substructuring Using CMS。

需要记住的几个关键点

远程点

 

缩减的子结构模型需要连接到装配体的其余部分。我们通常希望通过减少接口上的节点数量来减小模型的大小。因此，您应该创建远程点作为接口点。这意味着，您可以将模型减少到 1 个界面点，而不是选择具有 1000 个节点的表面，在本例中可以减少到 3 个界面点。

子结构定义

使用“子结构生成”分析系统创建 Craig-Bampton 折减模型

 

所需的设置非常少。但是，您需要确定之前创建的 Remote Points 并定义接口方法。

如果您使用这些子结构进行 Ansys 分析，则可以开始分析了。但是，如果我们想将此子结构导出为 Nastran 格式，则需要使用一些命令片段。

Nastran 导出的 APDL 命令片段

您只需几行代码即可将质量和刚度矩阵导出为 Nastran DMIG 格式。

 

多年前，Ansys 增加了直接处理内部矩阵的功能。

前 2 行从子结构文件中读取刚度和质量矩阵，并将其保存到 CMSKF 和 CMSMF 变量中。然后，我们将这些矩阵转换为对称的完整矩阵。

最后，我们以 DMIG 格式写出矩阵。2 个文件 CMSKS.dmig 和 CMSMS.dmig 将被写入输出目录。

就是这样，现在我们已经准备好将几个 Nastran 格式的 DMIG 文件集成到火箭中。

 

验证和验证

作为 Ansys 精英渠道合作伙伴，我们拥有广泛的 Ansys 工具访问权限。很遗憾，我们无法访问 Nastran。

但是，我们能够与合作伙伴合作进行一些基本的验证。

Ansys 频率结果

 

Nastran 模态值

 

频率完全匹配！