子结构生成

此过程可用于创建子结构（有时也称为超单元）的刚度矩阵并将其存储在文件中。子结构由模型中选定的自由度组成。它可以用于后续的线性分析（在CalculiX中此选项不可用）。在这种分析中，只有选定的自由度可访问，例如用于施加荷载或边界条件。其他自由度已被移除，从而大大减小了刚度矩阵的规模。保留的自由度在某种程度上构成了一种新单元（这就是"超单元"这一术语的由来）。

通过依次对保留节点中的一个节点在一个全局方向上施加单位位移，同时将保留节点中的所有其他位移值设为零，可以获得刚度矩阵。这将得到超单元刚度矩阵的一列。需要注意的是，为了获得正确的刚度矩阵，输入文件中只需保留属于超单元的元素。任何其他元素都会影响刚度矩阵并导致错误的矩阵。

子结构生成由过程卡片 *SUBSTRUCTURE GENERATE 触发。可以通过使用 *RETAINED NODAL DOFS 卡片来定义要保留的自由度。不允许进行任何转换，因此，自由度适用于全局笛卡尔坐标系。最后，刚度矩阵的存储由 *SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT 卡片控制，该卡片指定文件名（不带扩展名）。默认扩展名为.mtx。刚度矩阵可以以用户定义格式或MATRIX格式存储。

如果以用户定义格式存储（在 *SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT 卡片上设置 OUTPUT FILE=USER DEFINED），则.mtx文件中的输出构成了在ABAQUS中使用超单元所需的输入。它包括：

一个 *USER ELEMENT 卡片，用于指定子结构中涉及的自由度数量（被误导性地定义为"节点"）。
节点列表。每个节点列出的次数等于其在子结构中的自由度数量。
对于每个保留的自由度，其全局方向。子结构第一个自由度的格式仅为全局方向。对于后续自由度，它由自由度编号后跟全局方向组成。
一个 *MATRIX,TYPE=STIFFNESS 卡片，后跟刚度矩阵的上三角部分（包括对角线），按列排列，用逗号分隔。

如果以MATRIX格式存储（在 *SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT 卡片上设置 OUTPUT FILE=MATRIX），则生成的文件可以用于 *MATRIX ASSEMBLE 卡片，以便在CalculiX中进一步使用。