2.4.1　简化模型

在不影响模拟结果的真实性或关注数据的准确性前提下，适当简化分析对象的几何模型或有限元模型，对于节约计算资源，缩短求解时间，提高模拟速度非常有帮助。

例如：在热分析中，由于结构细部对结构整体的温度分布影响很小，一般不会引起局部高温，如果不计算热应力，则细部结构可以忽略（图2-22）。

图2-22　棱边倒圆的简化

又例如：分析图2-23（a）砂型铸件的凝固过程。理论与实践证明，除了两端部区外，铸件主体各截面的凝固属性完全相同，因此，仅需在铸件主体区任意取一截面进行凝固模拟［见图2-23（b）］即可。此外，考虑到截面的对称性，还可进一步将分析模型简化成图2-23（c）的形式（已划分网格）。

再例如：分析图2-24（a）所示S轨零件的冷冲压过程。由于冲压板料的厚度尺寸相对于其长、宽尺寸而言可以忽略不计，因此，可将板料抽象成二维或三维面。同理，如果忽略冲压过程中的模具应力传递和摩擦热传递以及弹性变形，可把凸、凹模和压料圈等模具零部件简化成三维刚性面［图2-24（b）］，这样处理将极大减少后续网格划分的单元数，从而缩短计算求解时间。

图2-23　铸件凝固分析举例

图2-24　S轨零件冲压分析

在应用对称结构简化模型时，一定要注意对称面（或称为对称边界）的处理，以保证后续模拟分析的真实性。例如：转向杆零件的热模锻成形，采用一模两件［图2-25（a）］，既可改善模具受力状况，又能提高锻件生产率。不过，为了节约计算资源，加快求解速度，可只取锻件的一半进行建模（包括上、下模膛和坯料）。如图2-25（b）是锻件右半部对应的坯料，其中S面与锻件的对称面重合。假设坯料轴线与坐标系x轴平行，故在S面上，x方向的金属流动速率为零，并且S面不与外部环境进行热交换，据此设置S面上的边界条件。

图2-25　对称性应用举例

图2-26是一些容易被忽略、但又十分常见的对称结构举例。其中，轴对称结构既可取其过中轴的1/2截面，也可取其过中轴线的1/n实体进行建模。

图2-26　对称结构举例