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法蘭連接是風力機上應用較多的重要結構，在很大程度上影響整個設備的運行以及工作效率。法蘭連接結構尺寸較大，為了得到較為準確的有限元分析結果，網格數量也較大，其分析過程是典型的接觸非線性問題。在載荷作用下接觸邊界條件在計算開始前無法確定，兩接觸物體之間的有效接觸面積，壓力分布及接觸變形量等都隨載荷的施加過程而變化，且與接觸體剛度特性密切相關。計算法蘭連接在接觸狀態下的變形和應力大小，對分析其結構強度和可靠性具有重要意義。然而法蘭連接模型單元數量巨大，加之接觸問題的非線性，常常導致計算不容易收斂，計算耗費時間很長。
為了能夠提高分析效率，可以運用子模型法進行分析求解，即在整體有限元分析結果的基礎上，針對特的結構部位(如應力較大或存在應力集中的區域等)分解出結構的局部模型，并進行網格細化，然后調用全局模型的計算結果作為邊界條件進行分析求解，這既減小了計算量，又能得到較為準確的結果。
本研究采用強大的非線性處理功能來進行分析，它不僅支持多種復雜的材料模型以及材料的實驗數據擬合，而且很容易模擬復雜的接觸邊界條件以及涉及多種加載歷程的問題，運用其中的高級功能，選擇合理的單元，通過接觸非線性分析，得到法蘭連接在預緊工況和工作工況下的接觸應力隨接觸狀態的變化情況，闡明了子模型方法在大型及形狀復雜結構件的接觸問題中的可行性。
在應用有限元軟件進行大型結構件的整體分析計算時，許多結構往往都采用簡化的單元來建模計算，很多時候對圓角，倒角這樣的細節部分忽略，但往往這些細節部分是應力最大的部位。為了能夠得到精確的分析結果，必須細化網格，這樣不僅使網格的數量增大，而且對計算機的要求也相應提高，分析所用的時間也相應增加。為了解決此問題，可以采用子模型方法，只在關心的區域細化網格并對其進行分析，從而能夠得到更加準確的結果。
子模型由整體模型切割得到，而整體模型在切割邊界上的計算位移值即是子模型的邊界條件。所選取的切割邊界應遠離應力集中區域，變形較大的區域，而且所切割的區域相對于所研究的區域不能太小，否則會影響計算的準確子模型的特點在于：它減少甚至取了有限元實體模型中所需的傳遞區域，可以在小范圍就不同的問題進行分析，可以根據分析需要將所研究部分的網格劃分得足夠細，同時又不是太耗費計算資源。基于以上特點，子模型分析方法非常適合大型及復雜零/部件細節分析。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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