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在有限元仿真分析中，我们往往对大型结构中某一关键部位的仿真结果感兴趣，常见的为应力集中的区域，或者出现屈服的位置。如果我们用较细的网格划分整个模型，则耗费的时间太多。如果我们把整个模型划分的网格太粗糙，则结果不准确。能否有一种办法，在用粗糙的网格求得计算后，选取我们关心的区域，重新进行网格的划分，利用粗糙模型中边界条件的解作为所选区域的边界条件，从新计算进而得到我们所想要的结果？
在ansys中，有一种技术，叫子模型技术，可以满足我们的要求。子模型的应用是基于圣维南原理，即如果实际分布载荷被等效载荷代替以后，应力和应变只在载荷施加的位置附近有改变。这说明只有在载荷集中位置才有应力集中效应，如果子模型的位置远离应力集中位置，则子模型内就可以得到较精确的结果。因此，子模型方法又称为切割边界位移法或特定边界位移法。
ANSYS程序并不限制子模型分析必须为结构（应力）分析。子模型也可以有效地应用于其他分析中。如在电磁分析中，可以用子模型计算感兴趣区域的电磁力。子模型最大的优点是减少运算量，除此之外，还可以验证网格划分尺寸对结果的影响程度。但是子模型目前只能应用于壳单元和体单元。想要对单元有进一步的了解，可以联系作者。
子模型的原理要求切割边界应远离应力集中区域。用户必须验证是否满足这个要求。子模型分析的过程包括以下步骤：
1. 对有限元粗糙模型的求解。
2.选取感兴趣的区域，重新划分网格，生成子模型。
3. 对子模型施加切割边界差值，即采用粗糙模型的结果作为子模型的边界条件，这个结果可以是应力，也可以是应变。
4. 分析子模型的结果。
5. 验证子模型的边界和应力集中区域的足够远。
子模型技术的应用难点在于对子模型施加切割边界条件，即在子模型分析过程中，将粗糙模型的结果读取进来，作为子模型的边界条件。
下面通过一个具体的实例，来讲解子模型技术的应用。矩形平板中心开孔，承受横向拉力时的应力集中情况。由于对称，选取模型的四分之一进行分析。
上图所示为分析的有限元模型，可知，在孔的周围存在应力集中，因为我们需要选取孔的周围进行子模型技术分析。
首先，我们对模型进行网格的粗糙划分，迅速求解结果。如上图所示，应力集中在孔的Y方向，应力最大为2607。
在对粗糙网格划分之后，我们选取孔的上部分区域，进行网格的重新划分，计算结果如上图所示，应力集中依然在孔的Y方向，最大内应力为2881。
此模型的理论解为3018。可见子模型分析结果比粗糙模型模型的结果更为接近。利用ansys workbench也可以进行子模型技术的应用，而且其过程较为简单。
后台回复关键字：子模型 可获取本期仿真案例的ANSYS命令流文件（Word格式）
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